RU2503797C1 - Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation - Google Patents
Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503797C1 RU2503797C1 RU2012130753/03A RU2012130753A RU2503797C1 RU 2503797 C1 RU2503797 C1 RU 2503797C1 RU 2012130753/03 A RU2012130753/03 A RU 2012130753/03A RU 2012130753 A RU2012130753 A RU 2012130753A RU 2503797 C1 RU2503797 C1 RU 2503797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- conductor
- acoustic
- deposits
- generator
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 58
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 4
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 10
- 238000009954 braiding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 39
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 13
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 210000004994 reproductive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/003—Vibrating earth formations
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)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области нефтедобычи и может быть использовано для предотвращения и ликвидации образования гидратопарафиновых и асфальтеносмолистых отложений и пробок в скважине.The invention relates to the field of oil production and can be used to prevent and eliminate the formation of hydratoparaffin and asphaltene-tar deposits and plugs in the well.
Известно устройство для поддержания теплового режима скважины на уровне предупреждения в ней парафиногидратообразования, содержащее подключенный к трехфазному источнику питания геофизический кабель с сердечником из семи многопроволочных токопроводящих жил, подушку под броню в виде обмотки из полиэтилентерефталатной ленты, броню из стальных круглых проволок [Малышев А.Г. и др. Применение греющих кабелей для предупреждения парафиногидратообразования в нефтяных скважинах. - Нефтяное хозяйство, 1990, N 6, стр.58-60].A device is known for maintaining the thermal regime of a well at a warning level in it of paraffin hydrate formation, containing a geophysical cable connected to a three-phase power source with a core of seven multi-wire conductive cores, a pillow for armor in the form of a winding of polyethylene terephthalate tape, armor of steel round wires [Malyshev A.G. . etc. The use of heating cables to prevent paraffin hydrate formation in oil wells. - Oil industry, 1990,
Недостаток известного устройства - низкая удельная теплоотдача по глубине погружаемого кабеля, недостаточная для предупреждения образования отложений парафина, и отсутствие какого-либо акустического воздействия на скважину.A disadvantage of the known device is the low specific heat transfer along the depth of the immersed cable, insufficient to prevent the formation of paraffin deposits, and the absence of any acoustic impact on the well.
Известен способ удаления парафиновых отложений со стенок насосно-компрессорных труб, при котором устанавливают в скважине ультразвуковой преобразователь. Возбуждают колебания. При этом ультразвуковой преобразователь устанавливают в зоне наибольших толщин отложений парафина. Определяют собственную частоту радиально и радиально-изгибных мод колебаний насосно-компрессорных труб (НКТ), заполненной нефтью с парафиновыми отложениями. Возбуждают в НКТ резонансные колебания на этих частотах. Интенсивность виброобработки поддерживают до отслаивания парафиновых отложений и растворения их в нефти [Патент РФ №2106480, кл. E21B 37/00, E21B 28/00, опубл. 03.10.1988].A known method of removing paraffin deposits from the walls of tubing, in which an ultrasonic transducer is installed in the well. Excite vibrations. In this case, the ultrasonic transducer is installed in the zone of the greatest thicknesses of paraffin deposits. The natural frequency of the radially and radially bending vibration modes of tubing (tubing) filled with oil with paraffin deposits is determined. Resonant oscillations at these frequencies excite in the tubing. The intensity of the vibration processing is maintained until the paraffin deposits are peeled off and dissolved in oil [RF Patent No. 2106480, cl. E21B 37/00, E21B 28/00, publ. 10/03/1988].
Недостатком этого способа является узкий диапазон вибровоздействия по частоте (определяется только параметрами излучателя), необходимость размещения излучателя вблизи зоны обработки, отсутствие мощного температурного воздействия на скважину, что значительно снижает производительность очистки.The disadvantage of this method is the narrow range of vibration in frequency (determined only by the parameters of the emitter), the need to place the emitter near the treatment zone, the absence of a powerful temperature effect on the well, which significantly reduces the cleaning performance.
Известно устройство для акустического воздействия на нефтегазоносный пласт, которое содержит наземный блок управления, соединенный посредством кабеля со скважинным прибором, состоящим из генератора, акустического излучателя и датчика. Скважинный прибор выполнен в виде двух частей, соединенных кабелем. В верхней части размещен генератор, а в нижней, сообщающейся с окружающей средой, - датчик. По крайней мере один акустический излучатель снабжен хотя бы одним, установленным соосно с ним отражателем акустических волн. Отражатель имеет коническую поверхность с углом при вершине 90 град., обращенную вершиной к излучателю. Расстояние от торца излучателя до поверхности отражателя выбрано из условия образования стоячей волны в скважинной трубе. [Патент РФ №2140519, кл. E21B 32800, E21B 43/25, опубл. 27.10.1999].A device for acoustic impact on an oil and gas bearing formation is known, which comprises a surface control unit connected via a cable to a downhole tool consisting of a generator, an acoustic emitter and a sensor. The downhole tool is made in the form of two parts connected by a cable. A generator is located at the top, and a sensor at the bottom, which communicates with the environment. At least one acoustic emitter is equipped with at least one acoustic wave reflector mounted coaxially with it. The reflector has a conical surface with an angle of 90 degrees at the apex, facing the apex to the emitter. The distance from the end of the emitter to the surface of the reflector is selected from the condition of formation of a standing wave in the borehole pipe. [RF patent No. 2140519, cl. E21B 32800, E21B 43/25, publ. 10/27/1999].
Недостатком известного устройства является сложность конструкции акустического излучателя и необходимость его размещения вблизи зоны обработки, что снижает эффективность очистки.A disadvantage of the known device is the complexity of the design of the acoustic emitter and the need for its placement near the processing zone, which reduces the cleaning efficiency.
Известно скважинное термоакустическое устройство, которое содержит опорный корпус, магнитострикционный вибратор (МСВ) и акустический отражатель (АО). При этом МСВ выполнен стержневым и закреплен в опорном корпусе над АО. Расстояние между излучающим торцом МСВ и отражающей поверхностью АО равно нечетному числу полуволн, установившихся в скважинной жидкости (СЖ) на резонансной частоте МСВ. В опорном корпусе между излучающим торцом МСВ и отражающей поверхностью АО выполнено окно для излучения в СЖ акустической волны. Устройство снабжено теплопроводящими ребрами для удаления тепла от греющихся обмоток МСВ и передачи этого тепла в СЖ. Данное термоакустическое устройство дает возможность создавать резонансные колебания с образованием продольной стоячей и бегущих волн [Патент РФ №2161244, кл. E21B 43/00, E21B 43/25, опубл. 27.12.2000].A well-known thermoacoustic device is known which comprises a support body, a magnetostrictive vibrator (MSV) and an acoustic reflector (AO). In this case, the MSW is made rod-shaped and fixed in the supporting housing above the joint-stock company. The distance between the emitting end face of the MSW and the reflecting surface of the AO is equal to the odd number of half-waves established in the borehole fluid (SJ) at the resonant frequency of the MSW. In the support case between the emitting end face of the MSW and the reflecting surface of the AO, a window is made for the emission of acoustic waves in the coolant. The device is equipped with heat-conducting fins to remove heat from the heating windings of the MSW and transfer this heat to the coolant. This thermoacoustic device makes it possible to create resonant oscillations with the formation of longitudinal standing and traveling waves [RF Patent No. 2161244, cl. E21B 43/00, E21B 43/25, publ. 12/27/2000].
Недостатком известного устройства также является сложность конструкции акустического излучателя и необходимость его размещения вблизи зоны обработки, что снижает эффективность очистки.A disadvantage of the known device is also the complexity of the design of the acoustic emitter and the need for its placement near the processing zone, which reduces the cleaning efficiency.
Известен способ акустической обработки продуктивной зоны скважины и устройство для его реализации, основанный на возбуждении скважинного акустического излучателя электрическим сигналом технологического диапазона частот, преобразовании энергии электрического сигнала в энергию акустических колебаний. На ближнюю продуктивную зону скважины воздействуют акустическими колебаниями суммы электрических сигналов ряда частот технологического диапазона. На дальнюю зону воздействуют низкочастотными акустическими колебаниями комбинационных разностных частот технологического диапазона. В способе заложены принципы линейного преобразования, при котором энергия комбинированного двухчастотного сигнала преобразуется в энергию радиальных акустических колебаний. При распространении таких колебаний вследствие их нелинейного взаимодействия в среде, в которой распространяется энергия, формируются низкочастотные акустические колебания [Патент РФ №2162519, кл. E21B 43/25, E21B 28/00, опубл. 27.01.2001].A known method of acoustic processing of a productive zone of a well and a device for its implementation, based on the excitation of a borehole acoustic emitter with an electric signal of a technological frequency range, converting the energy of an electric signal into the energy of acoustic vibrations. The near productive zone of the well is affected by acoustic vibrations of the sum of the electrical signals of a number of frequencies in the technological range. The far zone is affected by low-frequency acoustic oscillations of the Raman differential frequencies of the technological range. The method incorporates the principles of linear conversion, in which the energy of the combined two-frequency signal is converted into radial acoustic vibration energy. In the propagation of such vibrations due to their nonlinear interaction in the medium in which the energy is distributed, low-frequency acoustic vibrations are formed [RF Patent No. 2162519, cl. E21B 43/25, E21B 28/00, publ. 01/27/2001].
Устройство для осуществления этого способа содержит последовательно включенные устройство управления, выполненное на многоканальных задающем генераторе и фазоимпульсном модуляторе, генераторное устройство, содержащее ряд ключевых усилителей мощности, согласующее устройство, кабель, скважинный акустический излучатель и силовой выпрямитель. Вход выпрямителя соединен с клеммами первичной сети электропитания. Шина управляющего напряжения в устройстве соединена с входом управления многоканального фазоимпульсного модулятора. [Патент РФ №2162519, кл. E21B 43/25, E21B 28/00, опубл. 27.01.2001].A device for implementing this method includes a control device connected in series on a multi-channel master oscillator and a phase-pulse modulator, a generator device containing a number of key power amplifiers, a matching device, a cable, a borehole acoustic emitter and a power rectifier. The rectifier input is connected to the terminals of the primary power supply network. The control voltage bus in the device is connected to the control input of a multi-channel phase-pulse modulator. [RF patent No. 2162519, cl. E21B 43/25, E21B 28/00, publ. 01/27/2001].
Недостатком этого способа и устройства для его реализации является сложность оборудования и трудности конструкционного характера при реализации скважинного акустического излучателя, способного эффективно работать на разных технологических частотах.The disadvantage of this method and device for its implementation is the complexity of the equipment and difficulties of a structural nature in the implementation of a borehole acoustic emitter capable of efficiently operating at different technological frequencies.
Известен способ разрушения и предотвращения образования отложений и пробок, по которому в скважину на глубину образования отложений погружают нагревательный кабель из линейного нагревательного элемента и питающей жилы, нагревают кабель пропусканием электрического тока по нагревательному кабелю через питающую жилу с регулированием теплового режима по глубине образованных отложений. В процессе проведения подготовительной операции определяют возможную глубину парафинообразования, длину нагревательного кабеля и его мощность в зависимости от дебита скважины, давления в скважине, температуры плавления изоляционного материала нагревательного кабеля и температуры в зоне расположения нижнего конца опущенного в скважину нагревательного кабеля, а расход энергии, затрачиваемой на нагрев, регулируют временем работы нагревательного кабеля и его температурой, которую поддерживают по всей длине рабочей части нагревательного кабеля на 5-50°C выше температуры плавления парафина, при этом температуру выходящего из скважины потока продукта поддерживают в зависимости от температуры окружающей среды и, по меньшей мере, на 5°C выше максимальной температуры выходящего потока продукта при отсутствии нагревательного кабеля [Патент РФ №2166615, кл. E21B 37/00, 36/04, опубл. 2001 г.].A known method of destroying and preventing the formation of deposits and plugs, in which a heating cable from a linear heating element and a supply core is immersed in a well to a depth of formation of deposits, the cable is heated by passing electric current through the heating cable through the supply core, and the thermal regime is regulated by the depth of the formed deposits. During the preparatory operation, the possible depth of paraffin formation, the length of the heating cable and its power are determined depending on the flow rate of the well, pressure in the well, the melting temperature of the insulation material of the heating cable and the temperature in the zone of the lower end of the heating cable lowered into the well, and the energy consumption spent for heating, regulate the operating time of the heating cable and its temperature, which is maintained along the entire length of the working part of the heating cable at 5-50 ° C above the melting point of paraffin, while the temperature of the product leaving the well is maintained depending on the ambient temperature and at least 5 ° C above the maximum temperature of the product leaving in the absence of a heating cable [Patent RF №2166615, cl. E21B 37/00, 36/04, publ. 2001].
Устройство для осуществления этого способа содержит нагревательный кабель и соединенную с ним систему управления его нагревом. Нагревательный кабель содержит, по меньшей мере, два нагревательных элемента, изолированных друг от друга, расположенных в изоляционной оболочке и подключенных одними своими концами к источнику питания, при этом другие концы нагревательных элементов соединены между собой и изолированы, а отношение электрических сопротивлений нагревательных элементов выбрано в пределах 1-10, при этом установка дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик температуры, установленный на нагревательном кабеле, а система управления нагревом выполнена с возможностью ступенчатого регулирования температуры нагревательного кабеля с чередованием его нагрева до максимально заданной температуры и создания паузы для его охлаждения в пределах 30°C от этой температуры кабеля [Патент РФ №2166615, кл. E21B 37/00, 36/04, опубл. 2001 г.].A device for implementing this method comprises a heating cable and a heating control system connected thereto. The heating cable contains at least two heating elements isolated from each other, located in an insulating sheath and connected by their ends to a power source, while the other ends of the heating elements are interconnected and insulated, and the ratio of the electrical resistances of the heating elements is selected in within 1-10, the installation further comprises at least one temperature sensor mounted on the heating cable, and the heating control system is made and with the possibility of stepwise regulation of the temperature of the heating cable with alternating its heating to the maximum specified temperature and creating a pause for cooling it within 30 ° C from this cable temperature [RF Patent No. 2166615, cl. E21B 37/00, 36/04, publ. 2001].
Недостатками вышеописанных способа и устройства для его осуществления являются низкая надежность и громоздкость устройства.The disadvantages of the above method and device for its implementation are low reliability and bulkiness of the device.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ликвидации и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах, при котором осуществляют нагрев на глубину образования отложений с помощью нагревательной системы, содержащей линейный нагревательный элемент в виде колонны труб в скважине или металлического проводника, погружаемого в скважину, и погружаемую в скважину питающую жилу, по которой пропускают электрический ток с обеспечением его замыкания в головной части нагревательной системы на линейный нагревательный элемент, при этом регулируют тепловыделение. Через питающую жилу пропускают электрический ток высокой частоты и воздействуют на металл линейного нагревательного элемента высокочастотным полем питающей жилы, при этом частоту электрического тока устанавливают на нижнем пороге из условия, чтобы глубина проникновения высокочастотного поля в металл линейного нагревательного элемента была меньше его толщины, и регулируют тепловыделение таким образом, что обеспечивают преимущественное тепловыделение по длине линейного нагревательного элемента путем уменьшения промежутка между последним и питающей жилой и путем увеличения частоты электрического тока от этого нижнего порога [Патент №2248442, кл. E21B 37/00, 36/04, опубл. 2005 г.].Closest to the claimed method in technical essence and the achieved effect is a method of eliminating and preventing the formation of deposits and plugs in oil and gas wells, in which the heating is carried out to the depth of formation of deposits using a heating system containing a linear heating element in the form of a pipe string in the well or a metal conductor immersed in the well, and the supply core immersed in the well, through which an electric current is passed, ensuring its closure in th the main part of the heating system to the linear heating element, while regulating the heat. A high-frequency electric current is passed through the supply core and the metal of the linear heating element is exposed to the high-frequency field of the supply core, while the frequency of the electric current is set at the lower threshold so that the penetration depth of the high-frequency field into the metal of the linear heating element is less than its thickness, and heat generation is regulated so that they provide preferential heat dissipation along the length of the linear heating element by reducing the gap between the last and the supplying residential and by increasing the frequency of the electric current from this lower threshold [Patent No. 2248442, cl. E21B 37/00, 36/04, publ. 2005].
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для ликвидации и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважин, содержащее нагревательную систему, состоящую из питающей жилы и линейного нагревательного элемента в виде колонны труб в скважине или металлического проводника с сечением, выбранным достаточным для удержания веса погружаемой в скважину нагревательной системы, а также замыкатель электрического тока между ними в головной части нагревательной системы. В качестве металлического проводника устройство содержит голый металлический проводник, питающая жила выполнена из скрученных и изолированных проводников, а замыкатель электрического тока выполнен либо в виде обмотки из высокочастотного провода, намотанной на ферритовый сердечник и помещенной внутрь металлической оболочки таким образом, что ферритовый сердечник торцевыми частями замкнут на эту оболочку, при этом марка феррита сердечника выбрана из условия превышения его температуры потери магнитных свойств над температурой плавления отложений в скважине, но не выше температуры их возгорания или коксования, либо в виде голого электрода, подключенного к питающей жиле, снабженного охранными изоляционными втулками, установленными с промежутками по длине голого электрода, причем голый электрод расположен с образованием вдоль его оси канала для протока жидкости между ним и нагревательным элементом [Патент №2248442, кл. E21B 37/00, 36/04, опубл. 2005 г.].Closest to the claimed device in technical essence and the achieved effect is a device for eliminating and preventing the formation of deposits and plugs in oil and gas wells, containing a heating system consisting of a supply core and a linear heating element in the form of a pipe string in the well or a metal conductor with a cross section selected sufficient to maintain the weight of the heating system immersed in the well, as well as an electric current closure between them in the head of the heating reproductive system. As a metal conductor, the device contains a bare metal conductor, the supply core is made of twisted and insulated conductors, and the electric current closure is made either in the form of a winding from a high-frequency wire wound on a ferrite core and placed inside the metal shell so that the ferrite core is closed by end parts on this shell, and the brand of core ferrite is selected from the condition that its temperature exceeds the loss of magnetic properties over the melting temperature deposits in the well, but not higher than the temperature of their ignition or coking, or in the form of a bare electrode connected to the supply core, equipped with protective insulating sleeves installed at intervals along the length of the bare electrode, and the bare electrode is located with the formation of a duct along its axis fluid between it and the heating element [Patent No. 2248442, class. E21B 37/00, 36/04, publ. 2005].
Недостатками наиболее близких к заявляемой группе изобретений способа ликвидации и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах и устройства для осуществления способа являются:The disadvantages of the closest to the claimed group of inventions method of eliminating and preventing the formation of deposits and plugs in oil and gas wells and devices for implementing the method are:
- низкая производительность очистки скважины;- low productivity of well cleaning;
- потребность значительного потребления энергии из сети (как минимум 50 кВт), направленного на расплавление отложений в скважине;- the need for significant energy consumption from the network (at least 50 kW), aimed at the melting of deposits in the well;
- завышенные требования к погружаемой питающей жиле, так как пропускаются большие непрерывные токи через проводник, причем высокой частоты, а, следовательно, необходимо большое сечение питающей жилы, что приводит к большому весу погружаемого в скважину кабеля и требует применения дорогостоящего грузонесущего кабеля;- excessive requirements for the immersed feed conductor, since large continuous currents are passed through the conductor, of high frequency, and, therefore, a large cross section of the supply conductor is required, which leads to a large weight of the cable immersed in the well and requires the use of an expensive load-carrying cable;
- для регулирования тепловыделения требуется изменять промежуток между линейным нагревательным элементом и питающей жилой тока, а изменение промежутка в реальной практике не осуществимо;- to regulate heat generation, it is required to change the gap between the linear heating element and the supply of residential current, and changing the gap in real practice is not feasible;
- применяется ручное регулирование технологического процесса обработки скважины для удаления отложений, что не позволяет полностью автоматизировать процесс;- manual control of the technological process of processing the well is applied to remove deposits, which does not allow fully automating the process;
- большая стоимость оборудования и, как следствие, большие затраты на обработку скважин.- the high cost of equipment and, as a consequence, the high cost of processing wells.
Указанные недостатки значительно снижают эффективность обработки и очистки скважины.These disadvantages significantly reduce the efficiency of processing and cleaning wells.
Предлагаемая группа изобретений направлена на повышение производительности очистки скважин за счет комбинированного электромагнитного и механоакустического колебательного воздействия по глубине скважины, значительного увеличения импульсной мощности воздействия по всей глубине скважины с одновременным повышением надежности электромагнитной и механоакустической колебательной системы, снижением энергозатрат, уменьшением габаритов устройства и обеспечением автоматического регулирования способа.The proposed group of inventions is aimed at improving the productivity of well cleaning due to the combined electromagnetic and mechano-acoustic oscillatory action along the depth of the well, a significant increase in the pulse power of the effect throughout the depth of the well, while increasing the reliability of the electromagnetic and mechano-acoustic oscillating system, reducing energy consumption, reducing the dimensions of the device and providing automatic control way.
Это достигается тем, что в способе разрушения и предотвращения образования парафиногидратных и асфальтеносмолистых отложений и пробок в стволе шахты, при котором осуществляют воздействие электромагнитными и акустическими колебаниями на колонну труб и ствол шахты, согласно изобретению по проводнику, погруженному в межтрубное пространство или в насосно-компрессорную трубу (НКТ) скважины на глубину образования отложений, пропускают серию коротких, мощных одиночных импульсов электрического тока по форме близких к синусоидальному току от наземного генератора, создают микрозазоры по межкристаллическим связям отложений и по поверхности контакта насосных штанг и трубных колонн с отложениями по всему их протяжению, удаляют отслаиваемые отложения с откачиваемой нефтью посредством штатного насоса. Длительность пропускаемых коротких импульсов тока выбирают равной либо одному периоду, либо 1/2 периода электромагнитных колебаний, формируемых наземным генератором совместно с проводником, но не более 50 мкс, и воздействуют на колонну труб и скважинную жидкость импульсной энергией электромагнитного и акустического полей, создаваемых электромагнитной и механоакустической колебательной системой, образованной в скважине, при этом напряжение, подаваемое на проводник выбирают и устанавливают из условия обеспечения максимально возможной амплитуды, не превышающей пробивное напряжение его изоляции, путем согласования выхода генератора с проводником через согласующий трансформатор, и регулируют электромагнитное и акустическое воздействие на скважину путем увеличения или уменьшения скважности импульсов пропускаемого тока, поддерживая при этом амплитуду акустических колебаний в скважине максимальной за все время ее обработки.This is achieved by the fact that in the method of destroying and preventing the formation of paraffin hydrate and asphaltene-tar deposits and plugs in the shaft of the shaft, in which electromagnetic and acoustic vibrations affect the pipe string and shaft of the shaft, according to the invention, by a conductor immersed in the annulus or in the tubing the pipe (tubing) of the well to the depth of formation of deposits, a series of short, powerful single pulses of electric current is passed in a shape close to a sinusoidal current o t of a ground-based generator, create micro-gaps along the intercrystalline bonds of the deposits and along the contact surface of the sucker rods and tubing strings with deposits throughout their length, peel off deposits with pumped oil are removed by means of a standard pump. The duration of the transmitted short current pulses is chosen to be equal to either one period or 1/2 period of electromagnetic oscillations generated by the ground generator together with the conductor, but not more than 50 μs, and they act on the pipe string and well fluid by the pulsed energy of electromagnetic and acoustic fields generated by electromagnetic and mechanoacoustic oscillatory system formed in the well, while the voltage supplied to the conductor is selected and set from the condition of ensuring the maximum possible amplitude, not exceeding the breakdown voltage of its insulation, by matching the output of the generator with the conductor through a matching transformer, and regulate the electromagnetic and acoustic effects on the well by increasing or decreasing the duty cycle of the pulses of the transmitted current, while maintaining the maximum amplitude of acoustic vibrations in the well for the entire duration of its processing .
В устройстве, содержащем наземный регулируемый импульсный генератор, согласующий высоковольтный трансформатор и металлический изолированный проводник или стандартный геофизический кабель, у которого имеются изолированные жилы, указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению вывод погруженного в скважину на глубину отложений проводника или вывод изолированной жилы погруженного геофизического кабеля подключен к выводу вторичной обмотки согласующего высоковольтного трансформатора, второй вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к колонне труб скважины или к оплетке из стальных сплетенных грузонесущих жил геофизического кабеля, а первичная обмотка трансформатора нагружена на выход силовой части регулируемого наземного импульсного генератора, имеющего схему управления, осуществляющую подачу управляющих сигналов на силовую часть генератора в зависимости от уровня сигнала с датчика акустических колебаний, установленного на устье скважины, причем скважность импульсов тока, формируемых генератором и его нагрузкой, изменяют посредством схемы управления таким образом, чтобы обеспечить максимальную амплитуду акустических колебаний на устье скважины на протяжении всего времени обработки.In a device containing a ground-based adjustable pulse generator, matching a high-voltage transformer and a metal insulated conductor or a standard geophysical cable that has insulated conductors, this technical result is achieved by the fact that according to the invention, the output of a conductor immersed in the well to a depth of deposits or the output of an insulated conductor of a submerged geophysical the cable is connected to the terminal of the secondary winding of the matching high-voltage transformer, the second terminal of the secondary the transformer windings are connected to the pipe string of the well or to the sheath of steel woven load-carrying conductors of the geophysical cable, and the primary winding of the transformer is loaded at the output of the power part of an adjustable ground-based pulse generator having a control circuit supplying control signals to the power part of the generator depending on the signal level with the acoustic oscillation sensor installed at the wellhead, and the duty cycle of the current pulses generated by the generator and its load is changed by means of a control circuit in such a way as to ensure maximum amplitude of acoustic vibrations at the wellhead during the entire processing time.
В процессе обработки скважины определяют скважность следования импульсов от наземного генератора в пределах звукового или ультразвукового диапазона частот. Скважность импульсов должна быть такой, при которой обеспечивается максимальное звуковое давление в скважине (механоакустический резонанс системы). При необходимости регулируют электромагнитное и акустическое воздействие на отложения в скважине. Регулируют электромагнитное и акустическое воздействие в скважине таким образом, что обеспечивают преимущественное механоакустическое воздействие по длине погружаемого излучателя путем изменения скважности импульсов электрического тока для обеспечения максимального звукового (ультразвукового) давления в скважине.In the process of processing the well, the duty cycle of the pulses from the ground generator is determined within the sound or ultrasonic frequency range. The pulse duty should be such that the maximum sound pressure in the well is ensured (mechanoacoustic resonance of the system). If necessary, regulate the electromagnetic and acoustic effects on deposits in the well. The electromagnetic and acoustic effects in the well are controlled in such a way that they provide the predominant mechanoacoustic effect along the length of the immersed emitter by changing the duty cycle of the electric current pulses to ensure maximum sound (ultrasonic) pressure in the well.
Предлагаемый способ разрушения и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах обеспечивает создание резонансных колебаний в механоакустической колебательной системе, которая создана в скважине, с образованием продольной стоячей и бегущих волн. Механоакустический резонанс в скважине возникает при определенной скважности импульсов пропускаемого тока и зависит от особенностей конкретной скважины (конфигурация скважины, количество отложений, тип отложений и др.). Скважность импульса - это отношение длительности импульса к периоду следования этих импульсов (обычно, если используется резонансная или квазирезонансная схема силовой части наземного генератора, длительность импульса всегда остается постоянной, поскольку, как было сказано ранее, она определяется только параметрами нагруженного на силовую часть контура). Поэтому в предлагаемом способе регулируют только скважность импульсов и измеряют с помощью датчика амплитуду акустических колебаний на устье скважины непосредственно на трубе с помощью установленного датчика акустических колебаний (например, пьезоэлемент). В процессе обработки разрушаются связи в отложениях, дополнительно возможно расплавление отложений и они уносятся в потоке скважинной жидкости, что приводит к изменению механоакустических характеристик скважины, поэтому требуется поднастройка скважности импульсов, чтобы приближаться к механоакустическому резонансу в скважине. Интенсивность воздействия в процессе обработки скважины поддерживают до отслаивания отложений в скважине и растворения их в нефти (скважинной жидкости).The proposed method of destruction and prevention of the formation of deposits and plugs in oil and gas producing wells provides the creation of resonant vibrations in the mechanoacoustic oscillatory system, which is created in the well, with the formation of longitudinal standing and traveling waves. Mechanoacoustic resonance in a well occurs at a certain duty cycle of pulses of transmitted current and depends on the characteristics of a particular well (well configuration, number of deposits, type of deposits, etc.). The pulse width is the ratio of the pulse duration to the period of the following pulses (usually, if a resonant or quasi-resonant circuit of the power part of the ground generator is used, the pulse duration always remains constant, because, as mentioned earlier, it is determined only by the parameters of the circuit loaded on the power part). Therefore, in the proposed method, only the duty cycle of the pulses is regulated and the amplitude of acoustic vibrations at the wellhead directly on the pipe is measured using a sensor using an installed acoustic vibration transducer (for example, a piezoelectric element). During processing, the bonds in the deposits are destroyed, the melting of the deposits is additionally possible and they are carried away in the flow of the borehole fluid, which leads to a change in the mechano-acoustic characteristics of the well, so a pulse duty cycle adjustment is required in order to approach the mechano-acoustic resonance in the well. The intensity of the impact during the processing of the well is maintained until the sediment in the well is peeled off and dissolved in oil (well fluid).
Способ позволяет осуществить при обработке нефтегазодобывающих скважин комбинированное электромагнитное и акустическое (с широким диапазоном акустического поля по частоте) воздействие, направленное на активное разрушение парафино-гидратных и асфальтеносмолистых отложений и пробок в скважинах.The method allows for the processing of oil and gas producing wells combined electromagnetic and acoustic (with a wide range of acoustic fields in frequency) effect, aimed at the active destruction of paraffin-hydrated and asphalt-resinous deposits and plugs in wells.
В предлагаемом способе имеет место двойное преобразование энергии: электромеханическое, в результате которого часть подводимой к погруженному в скважину проводнику электромагнитной энергии переходит в энергию колебаний механической системы, и механоакустическое, при котором за счет колебаний механической системы в среде создается звуковое или ультразвуковое поле. Колонна труб (или броня геофизического кабеля) является ферромагнитным материалом, а проводник, погруженный в эту колонну труб (скважину), обычно выполнен из меди и является диамагнитным материалом. Ферромагнитные материалы, помещенные в магнитное поле, изменяют свои размеры (магнитострикционный эффект). Если по медному проводнику, наложенному на ферромагнитный проводник, пропустить ток, то под воздействием изменяющегося магнитного поля ферромагнитный проводник будет деформироваться. Электромагнитное взаимодействие проводника с током и колонны труб приводит к возникновению притягивающей или отталкивающей электромагнитной силы максимальной при максимальной амплитуде тока и равной нулю при достижении током нулевого значения, и соответственно создаются механические колебания поверхности стальной колонны труб также на частоте пропускаемого по проводникам импульса. Механическая энергия создает акустические волны, распространяющиеся в средах с разной скоростью распространения звуковой волны. Возникающие упругие колебания распространяются по всей длине колонны в перпендикулярном к ней направлении, причем с различными скоростями: в стали со скоростью звука ~5000 м/с, а в откачиваемой жидкости - со скоростью 1000-1500 м/с.In the proposed method, there is a double conversion of energy: electromechanical, as a result of which part of the electromagnetic energy supplied to the conductor immersed in the well is converted into vibrational energy of the mechanical system, and mechanoacoustic, in which a sound or ultrasonic field is created due to the vibrations of the mechanical system in the medium. A pipe string (or armor of a geophysical cable) is a ferromagnetic material, and a conductor immersed in this pipe string (well) is usually made of copper and is a diamagnetic material. Ferromagnetic materials placed in a magnetic field change their size (magnetostrictive effect). If a current is passed through a copper conductor superimposed on a ferromagnetic conductor, then the ferromagnetic conductor will be deformed under the influence of a changing magnetic field. The electromagnetic interaction of the conductor with the current and the pipe string leads to the attraction or repulsive electromagnetic force maximum at the maximum current amplitude and equal to zero when the current reaches zero, and accordingly mechanical vibrations of the surface of the steel pipe string are also created at the frequency of the pulse transmitted through the conductors. Mechanical energy creates acoustic waves propagating in media with different speeds of propagation of a sound wave. The resulting elastic vibrations propagate along the entire length of the column in the direction perpendicular to it, and at different speeds: in steel with a speed of sound ~ 5000 m / s, and in a pumped liquid with a speed of 1000-1500 m / s.
Эффект магнитострикции и электромагнитного взаимодействия приводит к сильному механическому воздействию на отложения и пробки в скважине.The effect of magnetostriction and electromagnetic interaction leads to a strong mechanical effect on deposits and plugs in the well.
Новым эффектом также является перераспределение акустической и электромагнитной энергии в скважине. Преобразование энергии электромагнитного поля в полезную энергию механических колебаний проводника дополнительно приводит к потерям, выделяющимся в виде тепла в проводнике. Новый эффект перераспределения механических вибраций, тепла и акустического воздействия при этом обусловлен разной физической природой распределения электромагнитных и механических волн.A new effect is also the redistribution of acoustic and electromagnetic energy in the well. Converting the energy of the electromagnetic field into the useful energy of the mechanical vibrations of the conductor additionally leads to losses generated in the form of heat in the conductor. The new effect of the redistribution of mechanical vibrations, heat and acoustic effects in this case is due to the different physical nature of the distribution of electromagnetic and mechanical waves.
Путем подстройки скважности пропускаемых по проводнику импульсов при различных длинах погружения проводника для увеличения эффекта достигают механического резонанса по максимальному звуковому давлению в скважине. Управление скважностью следования импульсов с целью обеспечения максимального звукового давления в скважине является отличительным признаком предлагаемого способа очистки скважин.By adjusting the duty cycle of the pulses transmitted through the conductor at different immersion lengths of the conductor, in order to increase the effect, mechanical resonance is achieved by the maximum sound pressure in the well. The control of the duty cycle of the pulses in order to ensure maximum sound pressure in the well is a hallmark of the proposed method of cleaning wells.
Через некоторое время воздействий звукового поля в скважине создаются микрозазоры по межкристаллическим связям отложений и по поверхности контакта насосных штанг и трубных колонн с отложениями по всему их протяжению, тем самым происходит разрушение и выброс отложений с откачиваемой нефтью (при этом акустическое поле в скважине сохраняется, но без механического резонанса электромеханической системы).After some time of exposure to the sound field in the well, micro-gaps are created along the intercrystalline bonds of the deposits and along the contact surface of the sucker rods and pipe columns with deposits throughout their entire length, thereby destroying and ejecting deposits with pumped oil (while the acoustic field in the well remains, but without mechanical resonance of the electromechanical system).
Дополнительным новым эффектом является то, что из-за наличия среды поглощения, часть механической энергии акустических волн диссипируется, преобразуясь в тепловую энергию в скважинной жидкости. В силу этого в скважине возникает распределенный с некоторой плотностью внутренний тепловой источник, который разогревает окружающую среду. Поскольку вязкость углеводородов экспоненциально зависит от температуры [1], то ее повышение приводит к уменьшению вязкости и к более эффективной очистке скважины от отложений. Известно [2], что использование обычного теплового источника той же мощности оказывается менее эффективным, несмотря на то, что величина температурного поля на стенках скважины многократно превышает ее же значение, чем при акустическом воздействии. Этот эффект объясняется тем, что акустическое воздействие обеспечивает более ровный и глубокий прогрев среды по сравнению с тепловым источником. При использовании ультразвуковой очистки скважин, в случае получения положительного результата, удается достичь довольно долгосрочных эффектов повышения дебита скважины.An additional new effect is that due to the presence of the absorption medium, part of the mechanical energy of the acoustic waves is dissipated, being converted into thermal energy in the borehole fluid. Due to this, an internal heat source distributed with a certain density arises in the well, which heats the environment. Since the viscosity of hydrocarbons exponentially depends on temperature [1], its increase leads to a decrease in viscosity and to more effective cleaning of the well from deposits. It is known [2] that the use of a conventional heat source of the same power turns out to be less effective, despite the fact that the temperature field on the well walls is many times higher than its value than with acoustic exposure. This effect is explained by the fact that the acoustic effect provides a more even and deeper heating of the medium compared to a heat source. When using ultrasonic cleaning of the wells, in the case of a positive result, it is possible to achieve quite long-term effects of increasing the production rate of the well.
Однако, следует отметить, что прогрев при акустическом воздействии является несущественным фактором в ряду других явлений, с помощью которых в литературе [3] объясняют долговременный эффект от акустического воздействия.However, it should be noted that heating during acoustic exposure is an insignificant factor in a number of other phenomena, with the help of which the long-term effect of acoustic exposure is explained in the literature [3].
Предлагаемая группа изобретений поясняется чертежами.The proposed group of inventions is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для разрушения и предотвращения образования парафиногидратных и асфальтеносмолистых отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах; на фиг.2 условно показано как распространяются создаваемые в скважине электромагнитные и механоакустические воздействия на НКТ.Figure 1 shows a diagram of the proposed device for the destruction and prevention of the formation of paraffin hydrate and asphalt-tar deposits and plugs in oil and gas wells; figure 2 conditionally shows how the generated in the well electromagnetic and mechanoacoustic effects on the tubing are distributed.
Предлагаемое устройство для обработки скважины для разрушения и предотвращения образования парафиногидратных и асфальтеносмолистых отложений и пробок содержит наземный регулируемый импульсный генератор 1, силовая часть 6 которого может быть выполнена на мощных полупроводниках (например, IGBT - транзисторах), согласующий высоковольтный трансформатор 2 и металлический изолированный проводник 3 или стандартный геофизический кабель, у которого имеются изолированные жилы (не показано). Вывод погруженного в скважину на глубину отложений проводника 3 или вывод изолированной жилы погруженного геофизического кабеля подключен к выводу вторичной обмотки согласующего высоковольтного трансформатора 2. Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к колонне труб 4 на устье скважины 5 или к оплетке из стальных сплетенных грузонесущих жил геофизического кабеля. Первичная обмотка трансформатора 2 нагружена на выход силовой части 6 регулируемого наземного импульсного генератора 1, имеющего схему управления 7, осуществляющую подачу управляющих сигналов 8 на силовую часть генератора в зависимости от уровня сигнала с датчика 9 акустических колебаний. Датчик 9 установлен на устье скважины 5 и соединен по линии обратной связи 10 с входом схемы управления наземного импульсного генератора 1.The proposed device for processing a well to destroy and prevent the formation of paraffin hydrate and asphaltene-tar deposits and plugs contains a surface controlled
Наземный генератор 1 совместно с проводником 3 образует преобразователь электрической энергии, который создает в скважине электромагнитные и механоакустические колебания. Для согласования наземного генератора 1 с проводником 3 и увеличения мощности воздействия служит высоковольтный трансформатор 2.The ground-based
Для осуществления предлагаемого способа в планшайбе 11, установленном на устье скважины, выполнено технологическое отверстие для погружения в скважину проводника, например, в насосно-компрессорную трубу, как показано на фиг.2.To implement the proposed method in the faceplate 11 installed on the wellhead, a technological hole is made for immersing a conductor in the well, for example, in a tubing, as shown in FIG. 2.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Датчик акустических колебаний 9, расположенный на устье скважины 5, воспринимает амплитуду механического воздействия в скважине и преобразует ее в сигнал, воспринимаемый схемой управления 7, которая изменяет следование управляющих импульсов 8, подаваемых на силовую часть 6 наземного генератора 1. Усиленные силовой частью импульсы поступают на высоковольтный трансформатор 2 и далее на проводник 3. В результате через погруженный в скважину проводник 3 пропускают короткие импульсы тока, длительность которых выбирают и фиксируют (оставляют неизменной в процессе работы, что обеспечивается схемой управления 7) равной либо одному периоду, либо 1/2 периода электромагнитных колебаний, формируемых наземным генератором 1 совместно с проводником 3, но не более 50 мкс. При пропускании импульсов тока по проводнику 3 создают электромагнитные и механоакустические колебания в скважине. Таким образом, воздействуют на колонну труб 4 и скважинную жидкость импульсной энергией электромагнитного и акустического полей 12, создаваемых электромагнитной и механоакустической колебательной системой, образованной в скважине. При этом напряжение, подаваемое на проводник 3, выбирают и устанавливают из условия обеспечения максимально возможной амплитуды, не превышающей пробивное напряжение его изоляции, путем согласования выхода генератора 1 с проводником 3 через согласующий трансформатор 2. Далее регулируют электромагнитное и акустическое воздействие на скважину с помощью наземного генератора 1, который вследствие работы схемы управления 7 увеличивает или уменьшает скважность импульсов пропускаемого тока через проводник 3 тока.The
Скважность импульсов тока, формируемых генератором 1 и его нагрузкой 3 и 4, изменяют схемой управления 7 таким образом, чтобы обеспечить максимальную амплитуду акустических колебаний на устье скважины на протяжении всего времени обработки.The duty cycle of the current pulses generated by the
Согласование с нагрузкой осуществляют подбором витков вторичной обмотки высоковольтного трансформатора 3 (должны быть сделаны быть отводы во вторичной обмотке трансформатора), он же осуществляет гальваническую развязку распределенной электромагнитной и акустомеханической колебательной системы, в виде проводника 5, например, кабеля, погруженного в скважину, от промышленной сети 380 В.Coordination with the load is carried out by selecting the turns of the secondary winding of the high voltage transformer 3 (taps must be made in the secondary winding of the transformer), it also performs galvanic isolation of the distributed electromagnetic and acoustomechanical oscillatory system, in the form of a
При этом электрический импульс имеет следующие параметры:In this case, the electric pulse has the following parameters:
- амплитуда напряжения импульса с выхода согласующего трансформатора - максимально возможная для опускаемого в скважину кабеля, например, для кабеля КРБК - 5 кВ, для грузонесущего кабеля КГ - 3 кВ. Амплитуда выбирается путем переключения отводов от вторичной обмотки согласующего трансформатора;- the amplitude of the pulse voltage from the output of the matching transformer is the maximum possible for a cable lowered into the well, for example, for a cable КРБК - 5 kV, for a load-carrying cable КГ - 3 kV. The amplitude is selected by switching the taps from the secondary winding of the matching transformer;
- импульсы должны быть малой длительности, не более 50 мкс, чтобы имел место ультразвук в скважине. Длительность импульса зависит от параметров распределенной электромагнитной и механоакустической колебательной системы, образованной в скважине, при использовании полупроводникового генератора с резонансной или квазирезонансной структурой силовой части. Поэтому длительность импульса можно всегда вычислить, зная сосредоточенные параметры LC-контура (реактивные и активные составляющие контура), нагружаемого на выход силовой части генератора [4], в нашем случае это эквивалентные параметры распределенной электромагнитной и механоакустической колебательной системы, образованной в скважине. Поскольку на выходе силовой части 6 генератора 1, выполненного, например, по резонансной схеме, имеется конденсатор, последовательно с которым включается распределенная электромагнитная и механоакустическая колебательная система, образованная в скважине (нагрузочный контур в виде проводника 3 и трансформатора 2 для силовой части генератора), то изменяя емкость этого конденсатора, можно регулировать в необходимых пределах длительность воздействующего на скважину импульса. Кроме того, на длительность импульса оказывает влияние, внесенное в нагрузочный контур эквивалентное активное сопротивление, которое и определяет активную энергию, воздействующую на отложения в скважине;- pulses should be of short duration, not more than 50 μs, so that there is ultrasound in the well. The pulse duration depends on the parameters of the distributed electromagnetic and mechanoacoustic oscillatory system formed in the well when using a semiconductor generator with a resonant or quasi-resonant structure of the power unit. Therefore, the pulse duration can always be calculated by knowing the lumped parameters of the LC circuit (reactive and active components of the circuit) loaded onto the output of the generator power section [4], in our case, these are equivalent parameters of a distributed electromagnetic and mechanoacoustic oscillatory system formed in a well. Since the output of the
- форма импульса должна быть близкая к синусоиде (также определяется структурой силовой части генератора и распределенными электрическими параметрами длинной линии, образованной опущенным в скважину кабелем и колонной труб - распределенная электромагнитная и механоакустическая колебательная система).- the pulse shape should be close to a sinusoid (also determined by the structure of the generator’s power section and the distributed electrical parameters of the long line formed by the cable and pipe string lowered into the borehole — distributed electromagnetic and mechanoacoustic oscillatory system).
Ниже приведены примеры реализации предлагаемого способа.Below are examples of the implementation of the proposed method.
Пример 1. Проводились работы по ликвидации и предотвращению образования асфальтеносмолистых и парафиногидратных отложений (АСПО) на трех скважинах Восточно-Перевальского месторождения с электроцентробежным насосом. Глубина обработки каждой скважины 1200 метров. Скважины находились в работе и ожидали планового ремонта скважины (ПРС). Глубина отложений колебалась от 500 до 1000 метров.Example 1. Work was carried out to eliminate and prevent the formation of asphaltene-resinous and paraffin hydrate deposits (AFS) in three wells of the Vostochno-Perevalsky field with an electric centrifugal pump. The depth of treatment of each well is 1200 meters. The wells were in operation and were awaiting a planned well repair (ORS). Deposition depth ranged from 500 to 1000 meters.
В НКТ на глубину обработки (1000 м) опустили медный изолированный одножильный кабель КРБП-90 сечением 16 кв. мм, который являлся излучателем воздействий на скважину. Пропуская по кабелю серию одиночных импульсов с мощностью каждого до 150 кВт за единицу времени 10-4-10-5 с, в течение 7 часов проводили обработку скважин поочередно. После разрушения отложений производился их выброс штатным насосом.In the tubing to the processing depth (1000 m) lowered a copper insulated single-core cable KRBP-90 with a cross section of 16 square meters. mm, which was the emitter of the effects on the well. By passing through the cable a series of single pulses with a power of each up to 150 kW per unit time of 10 -4 -10 -5 s, the wells were treated alternately for 7 hours. After the destruction of sediments, they were discharged by a regular pump.
Средняя потребляемая мощность составила 15 кВт. Периодичность обработки скважины составила 1 раз в 10 дней, количество обработок 3. При этом после первой обработки скважины средняя длительность последующих обработок снизилась в 3 раза и составила не более 2,5 часов.The average power consumption was 15 kW. The frequency of well treatment was 1 time in 10 days, the number of treatments is 3. Moreover, after the first treatment of the well, the average duration of subsequent treatments decreased by 3 times and amounted to no more than 2.5 hours.
В результате проведенных работ добились следующих результатов:As a result of the work achieved the following results:
Исключилось проведение скребкования скважин, которое до этого проводилось с периодичностью 1 раз в 3 дня.Well scraping was excluded, which was previously done once every 3 days.
Увеличился дебет каждой скважины в среднем на 12%.The debit of each well increased by an average of 12%.
Проведение воздействия происходило без остановки скважин.The impact occurred without stopping the wells.
Пример 2. Работы проводились на шести скважинах оборудованных штанговыми насосами Кушкульского месторождения, причем три скважины находились в простое по причине подклинивания штанг, а три - в рабочем состоянии.Example 2. The work was carried out on six wells equipped with sucker rod pumps of the Kushkul field, with three wells being idle due to wedging rod, and three - in working condition.
Для обработки использовался геофизический кабель КГ 7*0,75-75-120. Кабель опускался в пространство между НКТ и обсадной колонной на глубину 1000 метров.For processing, the
В качестве излучателя воздействия был использован геофизический кабель с изолированными в нижней части жилами от брони кабеля. Разрушенные отложения удалялись штатным насосомA geophysical cable with insulated conductors from the cable armor in the lower part was used as an impact emitter. The destroyed deposits were removed by a regular pump
В результате воздействия на скважины, все три простаивающие скважины были запущены в работу без привлечения бригад ПРС. Увеличился межремонтный период (проведение мероприятия до воздействия не давали положительных результатов).As a result of the impact on the wells, all three idle wells were put into operation without the involvement of ORS teams. The overhaul period increased (the event was not given any positive results before exposure).
Успешно проведено воздействие на скважине, оборудованной эксплуатационной колонной 114 мм, на всех скважинах отмечено снижение нагрузок на головку балансира, и как следствие снижение нагрузок на штангу ШГН.The impact on a well equipped with a 114 mm production casing was successfully carried out, a decrease in loads on the balancer head was noted in all wells, and as a result, a decrease in loads on the SHGN rod.
Исключена необходимость плановых обработок 1 раз в 30 дней (заливка химреагента и АДП горячей нефтью).Eliminated the need for scheduled treatments once every 30 days (filling the chemical agent and ADP with hot oil).
Таким образом, предлагаемая группа изобретений позволяет добиться высокой производительности и качества очистки скважин, а также обеспечить по сравнению с прототипом:Thus, the proposed group of inventions allows to achieve high productivity and quality of well cleaning, as well as provide, in comparison with the prototype:
- более низкие энергозатраты (не менее чем в 2 раза, например, при том же времени обработки и при том же эффекте как в прототипе - мощность, потребляемая установкой из сети не превышает 15 кВт, в то время как в прототипе составляет 50 кВт), вследствие того, что при осуществлении предлагаемого способа создаются микрозазоры в отложениях, которые затем отслаиваются от колонны труб, и не требуется расплавление отложений, как в прототипе;- lower energy costs (not less than 2 times, for example, with the same processing time and with the same effect as in the prototype - the power consumed by the installation from the network does not exceed 15 kW, while in the prototype it is 50 kW), due to the fact that in the implementation of the proposed method creates micro-gaps in the deposits, which are then peeled off from the pipe string, and the melting of the deposits is not required, as in the prototype;
- меньшее сечение погружаемого металлического проводника, потому что требуются меньшие токи через проводник (питающую жилу по аналогии с прототипом), а, следовательно, меньший вес погружаемого в скважину проводника (в частности, кабеля), что дает возможность использовать более дешевые грузонесущие кабеля, и даже не грузонесущие кабеля;- a smaller cross section of the immersed metal conductor, because it requires less currents through the conductor (supply core by analogy with the prototype), and, therefore, less weight of the conductor immersed in the well (in particular, cable), which makes it possible to use cheaper load-carrying cables, and not even carrying cables;
- более высокую надежность работы устройства;- higher reliability of the device;
- автоматическое регулирование технологического процесса обработки скважины для удаления отложений, что позволяет полностью автоматизировать процесс (в прототипе производят ручное регулирование и изменение промежутка между линейным нагревательным элементом и питающей жилой тока, что в реальной практике не осуществимо);- automatic control of the technological process of processing the well to remove deposits, which allows you to fully automate the process (in the prototype, manual control and change of the gap between the linear heating element and the supply of residential current, which is not feasible in real practice);
- меньшую стоимость оборудования и, как следствие, меньшие затраты на обработку скважин.- lower cost of equipment and, as a result, lower costs for processing wells.
1. Физические величины: Справочник // Под редакцией Григорьева И.С., Мейлихова Е.3. - М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.1. Physical quantities: Reference // Edited by Grigoryev IS, Meilikhov E.3. - M .: Energoatomizdat, 1991, 1232 p.
2. Максимов Г.А., Радченко А.В. Роль нагрева при акустическом воздействии на пласт // Геофизика, №6, 2001, с.38-46. воздействия на нефтегазовые пласты. - М: Мир, 2001, 260 с.2. Maksimov G.A., Radchenko A.V. The role of heating during acoustic treatment of the formation // Geophysics, No. 6, 2001, p. 38-46. impact on oil and gas reservoirs. - M: Mir, 2001, 260 p.
3. Кузнецов О.Л., Ефимова С.Ф. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. М.: Недра, 1983, 192 с.3. Kuznetsov O. L., Efimova S. F. The use of ultrasound in the oil industry. M .: Nedra, 1983, 192 p.
4. Никитин Ю.А. Транзисторные преобразователи класса Е. Материалы семинара: Высокоэффективные ИВЭП и СВЭП. - МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1989. - с.94-1014. Nikitin Yu.A. Class E transistor converters. Seminar materials: Highly efficient IVEP and SVEP. - MDNTP them. F.E. Dzerzhinsky, 1989 .-- pp. 94-101
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130753/03A RU2503797C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012130753/03A RU2503797C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2503797C1 true RU2503797C1 (en) | 2014-01-10 |
Family
ID=49884732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012130753/03A RU2503797C1 (en) | 2012-07-17 | 2012-07-17 | Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503797C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593850C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of reagent supply and well treatment with high-viscosity oil |
| RU2597304C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of operating high-viscosity oil producing wells |
| RU2612238C1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-03-03 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Device for intensification of heavy oil pumping in pipelines |
| RU2694329C1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-07-11 | ООО "Инновационно-производственный центр "Пилот" | Method of complex action for salt formation inhibition on downhole equipment and installation for its implementation |
| RU2713552C1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-02-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Лиград" | Method for intensification of oil production, elimination and prevention of deposits in oil and gas producing and injection wells and device for its implementation |
| RU2721614C2 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-21 | Публичное Акционерное Общество "Славнефть-Мегионнефтегаз"(ПАО "СН-МНГ") | Method of acoustic action on flow of liquid in tubing string with feedback control |
| GB2602034A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | Well Clear Oilfield Solutions Group Ltd | Method, system and signal generator for treating a device to resist formation and build-up of scale deposits |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1768333C (en) * | 1989-06-06 | 1992-10-15 | Карагандинский Государственный Университет | Electrohydraulic device for cleaning pipes |
| US6227293B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-08 | Conoco Inc. | Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge |
| RU2248442C1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-20 | Мельников Виктор Ильич | Method and device for liquidation and prevention of forming of deposits and obstructions in oil and gas wells |
| RU2348794C2 (en) * | 2007-04-02 | 2009-03-10 | Валерий Александрович Казаков | Prevention method for asphalt-resin-paraffin sediment formations and related device for implementation thereof |
| RU2007144672A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Газ-Проект Инжиниринг" (RU) | METHOD AND DEVICE FOR DESTRUCTION OF PARAFFIN HYDROGEN AND ASPHALT-RESINED DEPOSITS AND TUBES IN OIL AND GAS-PRODUCING WELLS |
-
2012
- 2012-07-17 RU RU2012130753/03A patent/RU2503797C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1768333C (en) * | 1989-06-06 | 1992-10-15 | Карагандинский Государственный Университет | Electrohydraulic device for cleaning pipes |
| US6227293B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-08 | Conoco Inc. | Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge |
| RU2248442C1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-20 | Мельников Виктор Ильич | Method and device for liquidation and prevention of forming of deposits and obstructions in oil and gas wells |
| RU2348794C2 (en) * | 2007-04-02 | 2009-03-10 | Валерий Александрович Казаков | Prevention method for asphalt-resin-paraffin sediment formations and related device for implementation thereof |
| RU2007144672A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Газ-Проект Инжиниринг" (RU) | METHOD AND DEVICE FOR DESTRUCTION OF PARAFFIN HYDROGEN AND ASPHALT-RESINED DEPOSITS AND TUBES IN OIL AND GAS-PRODUCING WELLS |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2593850C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of reagent supply and well treatment with high-viscosity oil |
| RU2597304C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of operating high-viscosity oil producing wells |
| RU2612238C1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-03-03 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Device for intensification of heavy oil pumping in pipelines |
| RU2721614C2 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-21 | Публичное Акционерное Общество "Славнефть-Мегионнефтегаз"(ПАО "СН-МНГ") | Method of acoustic action on flow of liquid in tubing string with feedback control |
| RU2694329C1 (en) * | 2018-11-29 | 2019-07-11 | ООО "Инновационно-производственный центр "Пилот" | Method of complex action for salt formation inhibition on downhole equipment and installation for its implementation |
| RU2713552C1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-02-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Лиград" | Method for intensification of oil production, elimination and prevention of deposits in oil and gas producing and injection wells and device for its implementation |
| GB2602034A (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-22 | Well Clear Oilfield Solutions Group Ltd | Method, system and signal generator for treating a device to resist formation and build-up of scale deposits |
| WO2022129106A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | Well-Clear Oilfield Solutions Group Limited | Method, system and signal generator for treating a device to resist formation and build-up of scale deposits |
| GB2602034B (en) * | 2020-12-15 | 2023-06-14 | Clearwell Energy Holdings Ltd | Method, system and signal generator for treating a device to resist formation and build-up of scale deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2503797C1 (en) | Method for destroying and preventing deposits and plugs formation in oil and gas wells and device for its implementation | |
| JP4609901B2 (en) | Method for enhancing high-viscosity oil production and apparatus for performing the same | |
| RU2520672C2 (en) | Production simulation method in oil wells and device for its implementation | |
| US20140246191A1 (en) | System and method for increasing production capacity of oil, gas and water wells | |
| Bian et al. | Experimental Study of Pulsed Discharge Underwater Shock‐Related Properties in Pressurized Liquid Water | |
| US20170204707A1 (en) | Acoustic stimulation | |
| US4558737A (en) | Downhole thermoacoustic device | |
| Mullakaev et al. | Ultrasonic unit for restoring oil wells | |
| RU2487989C1 (en) | Method for liquidation and stoppage of pollution by oil and gas producing well and device for its implementation | |
| RU2444612C1 (en) | Electromagnetic protector of well installation of electric centrifugal pump | |
| RU2666830C1 (en) | Method of intensification of oil production, liquidation and prevention of deposits in oil and gas producing and discharge wells and device for implementation thereof | |
| RU2640846C1 (en) | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation | |
| RU2713552C1 (en) | Method for intensification of oil production, elimination and prevention of deposits in oil and gas producing and injection wells and device for its implementation | |
| RU2312980C1 (en) | Method and device for oil recovery increase | |
| RU2248442C1 (en) | Method and device for liquidation and prevention of forming of deposits and obstructions in oil and gas wells | |
| RU2248591C2 (en) | Borehole source of elastic vibrations | |
| RU2661505C1 (en) | Coaxial induction cable, heating device and heating method | |
| RU2612238C1 (en) | Device for intensification of heavy oil pumping in pipelines | |
| RU144631U1 (en) | ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS | |
| US3580637A (en) | Method of destroying ferroconcrete, rock or the like | |
| Nikitin | The systems induction distributed low temperature heating and their application in the oil and gas industry | |
| RU2007144672A (en) | METHOD AND DEVICE FOR DESTRUCTION OF PARAFFIN HYDROGEN AND ASPHALT-RESINED DEPOSITS AND TUBES IN OIL AND GAS-PRODUCING WELLS | |
| RU2695409C2 (en) | Method of increasing oil recovery and device for its implementation | |
| EP3792449B1 (en) | Acoustic emitter for the treatment of oil and gas wells | |
| RU2631451C1 (en) | Method to increase oil recovery of formation with high viscosity oil |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140718 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150327 |