RU2514036C1 - Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone - Google Patents

Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone Download PDF

Info

Publication number
RU2514036C1
RU2514036C1 RU2012152186/03A RU2012152186A RU2514036C1 RU 2514036 C1 RU2514036 C1 RU 2514036C1 RU 2012152186/03 A RU2012152186/03 A RU 2012152186/03A RU 2012152186 A RU2012152186 A RU 2012152186A RU 2514036 C1 RU2514036 C1 RU 2514036C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charges
charge
channel
well
igniting
Prior art date
Application number
RU2012152186/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Кусакин
Андрей Евгеньевич Голубев
Анатолий Петрович Талалаев
Ольга Павловна Морозова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2012152186/03A priority Critical patent/RU2514036C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2514036C1 publication Critical patent/RU2514036C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: proposed device comprises several caseless channel-type solid-propellant charges of ballistic fuel collected by logging cable resting on end surfaces and extending through axial channel of all charges and fasteners. Simultaneous ignition of all charges is performed by two igniting charges arranged at the device ends. All charges featured charge length-to-channel diameter ratio of 50:1.Outer ends of igniting charges have parts arranged to rule out the logging cable twisting relative to said charges at device vertical lifting and lowering. Logging cable section extending through the channel of all charges and top charge similar-length section abutting thereon ate thermally isolated by Thiokol sealant. Inserts with outer surface coated anti-combustion composition are arranged at one of the ends of every charge. Blocks made of polymer sheet are glued to charge side surfaces.
EFFECT: higher efficiency of production.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважин с целью увеличения добычи нефти и газа за счет повышения фильтрационных характеристик продуктивного пласта.The invention relates to the oil industry, and in particular to devices designed for thermobarochemical treatment of the bottom-hole zone of a productive formation of wells in order to increase oil and gas production by increasing the filtration characteristics of the productive formation.

Известен ряд конструкций для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта. Общим для них является наличие твердотопливных шашек (одной или нескольких), опускаемых в скважину с помощью геофизического кабеля. Эти шашки устанавливаются в интервале обработки пласта, поджигаются с помощью электрического импульса, подаваемого с устья скважины по геофизическому кабелю. Положительный эффект достигается за счет комплексного воздействия на продуктивный пласт - высокого давления и высокой температуры, создаваемыми горящими зарядами. Высокое давление приводит к разрыву пласта в виде его трещиноватости, а высокая температура продуктов сгорания способствует удалению парафинов и асфальтенов, загрязняющих пласт, за счет их плавления. Совокупность данных факторов обеспечивает повышение проницаемости пласта.A number of designs are known for thermobarochemical treatment of the bottom-hole zone of a productive formation. Common to them is the presence of solid fuel checkers (one or more) lowered into the well using a geophysical cable. These checkers are installed in the interval of treatment of the formation, are ignited using an electrical pulse supplied from the wellhead through a geophysical cable. A positive effect is achieved due to the complex effect on the reservoir - high pressure and high temperature created by burning charges. High pressure leads to fracture of the formation in the form of fracturing, and the high temperature of the combustion products helps to remove paraffins and asphaltenes that pollute the formation due to their melting. The combination of these factors increases the permeability of the reservoir.

Известно устройство для разрыва продуктивного пласта нефтедобывающих скважин давлением пороховых газов с целью интенсификации нефтедобычи, содержащее подвеску и размещенные на ней трубчатые рабочие и воспламенительные твердотопливные элементы (ТТЭ), узлы крепления их к подвеске (патент RU №2047744, МКИ 6Е21В, 43/11, 43/26, 1992).A device for fracturing a productive formation of oil producing wells by the pressure of powder gases to intensify oil production, containing the suspension and placed on it tubular working and igniter solid fuel elements (TFE), attachment points to the suspension (patent RU No. 2047744, MKI 6E21B, 43/11, 43/26, 1992).

Аналогами предлагаемому могут быть также следующие устройства.The following devices may also be analogues to the proposed one.

Газогенератор для стимуляции добычи нефти и газа, включающий пороховые трубчатые бронированные заряды с размещенным под ними воспламенительным зарядом, и грузонесущий геофизический кабель, проходящий по каналам ТТЭ с элементами конструкции (патент RU №2175059, С2, 06.10.1999), известно также устройство для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважин, содержащее два твердотопливных заряда, состоящих из набора цилиндрических канальных шашек и воспламенителя, соединенных друг с другом с опорой по торцевым поверхностям при помощи геофизического кабеля, проходящего через канал шашек, и элементов крепления. Устройство предназначено для комплексного воздействия на продуктивный пласт скважины (патент RU 2235197, С2, 20.03.2004).A gas generator for stimulating oil and gas production, including powder tube armored charges with an ignition charge placed under them and a load-carrying geophysical cable passing through the TFE channels with structural elements (patent RU No. 2175059, C2, 10/06/1999), there is also known a device for thermobarochemical treatment of the bottom-hole zone of the productive formation of wells, containing two solid propellant charges, consisting of a set of cylindrical channel blocks and an igniter, connected to each other with a support along the end surface styam using logging cable passing through the channel pieces and fastening elements. The device is intended for the complex impact on the productive formation of the well (patent RU 2235197, C2, 03/20/2004).

Наиболее близким из устройств к предлагаемому является термогазогенератор для обработки призабойной зоны продуктивного пласта нефтяных скважин (патент RU 2184220, С2, 10.08.2000 МПК Е21В 43/25), которое принято за прототип. Термогазогенератор состоит из ряда последовательно собранных на геофизическом кабеле зарядов смесевого твердого топлива диаметром 70-100 мм с центральным каналом диаметром 14-17 мм, трубки, изготовленной из алюминиевого сплава и прочноскрепленной с пороховым составом, заключенных в мягкую сгораемую оболочку из прорезиненной ткани и устройства сборки. Один из пороховых зарядов является воспламенителем. Воспламенитель устанавливается снизу. Воспламенение порохового заряда термогазогенератора происходит от подачи с пульта на устье скважины по геофизическому кабелю электрического импульса на нагревательный элемент из спирали, установленной в воспламенителе. Доставка термогазогенератора в зону обработки производится на геофизическом кабеле.The closest of the devices to the proposed one is a thermogas generator for processing the bottom-hole zone of a productive formation of oil wells (patent RU 2184220, C2, 08/10/2000 IPC ЕВВ 43/25), which is taken as a prototype. A thermogas generator consists of a series of charges of mixed solid fuel with a diameter of 70-100 mm and a central channel of 14-17 mm in diameter, a tube made of aluminum alloy and firmly bonded with a powder composition enclosed in a soft combustible shell of rubberized fabric and an assembly device sequentially collected on a geophysical cable . One of the powder charges is an igniter. The igniter is installed at the bottom. Ignition of the thermogas generator's gunpowder charge occurs from the electric pulse being supplied from the remote control at the wellhead via a geophysical cable to the heating element from a spiral installed in the igniter. The delivery of the thermogas generator to the processing zone is carried out on a geophysical cable.

Длительная эксплуатация термогазогенератора выявила ряд его существенных недостатков. Значительный рост стоимости смесевого твердого топлива привел к потере конкурентоспособности данных изделий. Низкие механические характеристики топлива затрудняют использование термогазогенератора при температурах выше 150°С. Высокая металлоемкость устройства сборки приводит к засорению скважин металлическими элементами конструкции, остающимися в ней после срабатывания термогазогенератора. Наличие одного воспламенителя оказалось недостаточным для обеспечения высокого уровня надежности воспламенения.Long-term operation of the thermogas generator revealed a number of its significant drawbacks. A significant increase in the cost of mixed solid fuels has led to the loss of competitiveness of these products. Low mechanical characteristics of the fuel make it difficult to use a thermogas generator at temperatures above 150 ° C. The high metal consumption of the assembly device leads to clogging of the wells with metal structural elements remaining in it after the thermogas generator is triggered. The presence of one igniter was not sufficient to ensure a high level of reliability of ignition.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности устройства, обеспечение простоты конструкции и технологии его изготовления, повышение надежности, безопасности изготовления и эксплуатации, снижение стоимости, т.е. создание эффективного, универсального устройства для эксплуатации в нефтяных и газовых скважинах различной глубины.The technical task of the present invention is to increase the efficiency of the device, ensuring simplicity of design and technology for its manufacture, increasing reliability, safety of manufacture and operation, reducing cost, i.e. creation of an effective, universal device for operation in oil and gas wells of various depths.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Устройство для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважины, содержащее ряд безкорпусных канальных твердотопливных зарядов из баллиститного топлива, собираемых с опорой на торцевые поверхности при помощи геофизического кабеля, проходящего через осевой канал всех зарядов и элементов крепления. Одновременное воспламенение всех зарядов обеспечивается двумя воспламеняющими зарядами, установленными по торцам устройства, все применяемые заряды имеют отношение длины заряда к диаметру их канала равным 50:1, на внешних торцах воспламеняющих зарядов установлены детали, исключающие вращение геофизического кабеля относительно этих зарядов при вертикальном подъеме и спуске устройства в скважину, при этом участок геофизического кабеля, проходящий через канал всех зарядов и примыкающий к нему участок такой же длины со стороны верхнего заряда термоизолированы тиокольным герметиком, а необходимый зазор между зарядами обеспечен приклейкой на один из торцев каждого заряда четырех цилиндрических твердотопливных вставок с размерами, обеспечивающими суммарную площадь прохода между вставками, равную или более площади поперечного сечения канала заряда, покрытых по наружной поверхности составом, препятствующим горению, а необходимый зазор между поверхностями зарядов и поверхностью обсадной колонны, исключающий контакт этих поверхностей, обеспечен наклейкой на боковую поверхность зарядов «сухарей» из листового полимерного материала из расчета один «сухарь» высотой 0,5 см площадью 1 см2 на 30 см2 боковой поверхности заряда.A device for thermobarochemical treatment of the bottom-hole zone of a productive formation of a well, containing a series of shellless solid-propellant channel charges of ballistic fuel collected with support on end surfaces using a geophysical cable passing through the axial channel of all charges and fastening elements. The simultaneous ignition of all charges is provided by two igniting charges installed at the ends of the device, all applicable charges have a ratio of the length of the charge to the diameter of their channel equal to 50: 1, parts are installed on the outer ends of the igniting charges that exclude the rotation of the geophysical cable relative to these charges during vertical ascent and descent devices into the well, while the portion of the geophysical cable passing through the channel of all charges and adjacent to it is a portion of the same length from the upper the rows are thermally insulated with a thiokol sealant, and the necessary gap between the charges is ensured by gluing on one of the ends of each charge four cylindrical solid fuel inserts with dimensions that provide a total passage area between the inserts equal to or more than the cross-sectional area of the charge channel coated on the outer surface with a flame retardant composition, and the necessary gap between the surfaces of the charges and the surface of the casing, excluding the contact of these surfaces, is provided by a sticker on the side The surface of the charges "crackers" of sheet polymer material at the rate of one "cracker" with a height of 0.5 cm and an area of 1 cm 2 per 30 cm 2 of the lateral surface of the charge.

Для изготовления устройства могут быть использованы твердотопливные заряды ракетных двигателей на баллиститном топливе, подлежащие утилизации.For the manufacture of the device can be used solid propellant charges of rocket engines on ballistic fuel to be disposed of.

Высокая эффективность устройства обеспечивается большим объемом газообразных продуктов сгорания, высоким давлением в зоне обработки, высокой температурой продуктов сгорания топлива, а также отсутствием твердой конденсированной фазы (шлаков) в продуктах сгорания из-за отсутствия металлов в составе топлива.The high efficiency of the device is ensured by the large volume of gaseous products of combustion, high pressure in the treatment zone, high temperature of the products of fuel combustion, and the absence of a solid condensed phase (slag) in the products of combustion due to the absence of metals in the fuel composition.

Простота конструкции предопределена простотой устройства сборки, которое в свою очередь создавалось исходя из требований минимальной металлоемкости и сохранения целостности всех его элементов в процессе горения зарядов.The simplicity of the design is predetermined by the simplicity of the assembly device, which, in turn, was created based on the requirements of minimum metal consumption and the integrity of all its elements in the process of burning charges.

Использование ракетных зарядов, подлежащих утилизации, предельно упрощает конструкцию, технологию и безопасность изготовления устройства и значительно (до 400%) снижает его стоимость.The use of missile charges to be disposed of greatly simplifies the design, technology and safety of manufacturing the device and significantly (up to 400%) reduces its cost.

На фиг.1-4 изображено предлагаемое устройство, где обозначено:Figure 1-4 shows the proposed device, where indicated:

1 - геофизический кабель;1 - geophysical cable;

2 - спираль накаливания;2 - glow plug;

3 - хомут;3 - a collar;

4 - воспламеняющий заряд;4 - flammable charge;

5 - промежуточный заряд; 5 - intermediate charge;

6 - вставка;6 - insert;

7 - «бронировка»;7 - "reservation";

8 - «сухарь»;8 - “cracker”;

9 - электрический провод;9 - electric wire;

10 - шпилька;10 - hairpin;

11 - герметик;11 - sealant;

12 - диск;12 - disk;

Lз - длина заряда;L s - charge length;

Dk - диаметр канала заряда.D k is the diameter of the charge channel.

Устройство состоит из комплекта цилиндрических канальных безкорпусных зарядов, изготовленных из баллиститного твердого топлива, собираемых непосредственно перед эксплуатацией устройства на устье скважины при помощи геофизического кабеля 1, пропускаемого через осевой канал каждого заряда и удерживаемых в контакте друг с другом при помощи хомутов 3, устанавливаемых на геофизический кабель 1 на торцах устройства. Геофизический кабель 1, проходящий через канал всех зарядов, ограничивает площадь проходного сечения канала зарядов, которая может оказаться недостаточной для истечения продуктов сгорания в начальный момент горения, что приведет к разрушению зарядов избыточным давлением продуктов сгорания, образовавшимся вследствие этой недостаточности. Для исключения аномальной работы зарядов по этой причине при изготовлении зарядов должно быть обеспечено отношение длины зарядов Lз к диаметру их канала Dк равным 50:1. Участок геофизического кабеля, проходящий через канал всех зарядов, и примыкающий к нему участок такой же длины со стороны верхнего заряда, термоизолированы тиокольным герметиком 11 от воздействия высокой температуры продуктов сгорания зарядов. Комплект зарядов состоит из двух воспламеняющих зарядов 4, устанавливаемых по торцам устройства, и нескольких промежуточных зарядов 5. Применение двух воспламеняющих зарядов обусловлено технической задачей настоящего изобретения - повышение эффективности и надежности работы устройства. Повышение эффективности достигается за счет качества воспламенения, т.е. одновременного воспламенения всех зарядов устройства, что позволяет реализовать энергию зарядов в максимально короткое время и обеспечить необходимый импульс давления. Учитывая сложные условия доставки устройства в зону обработки скважины и сложные условия рабочей среды, наличие второго воспламеняющего заряда повышает надежность воспламенения. Инициирование воспламеняющих зарядов 4 производится спиралью накаливания 2, вмонтированной в заряд в районе внешнего торца, подачей электрического импульса на спираль накаливания 2 с устья скважины по геофизическому кабелю 1. Количество промежуточных зарядов 5 назначается в зависимости от скорости горения топлива, веса заряда и глубины скважины. Для многократного снижения стоимости устройства, а также для обеспечения экологической чистоты процесса, в качестве топливных зарядов предлагается использовать канальные твердотопливные ракетные заряды из баллиститного топлива наружным диаметром 65-100 мм, подлежащие утилизации. Торцевой опорой каждого заряда при сборке устройства являются четыре цилиндрические вставки 6, изготовленные из того же топлива и приклеенные на один из торцов каждого заряда равнорасположенно по окружности. Вставки 6 предназначены для обеспечения гарантированного зазора между зарядами необходимого для выхода продуктов сгорания из канала горящих зарядов, чтобы сбросить избыточное давление в канале, разрушающее заряд, образующееся в канале из-за неравенства газоприхода газорасходу в начальный период работы устройства, когда комплект зарядов устройства, не разделенных вставками, представляет собой один, в несколько раз увеличенный по длине, заряд с каналом, занятым геофизическим кабелем. Высота и диаметр цилиндрических вставок 6 выбираются в зависимости от диаметра канала зарядов Dk таким образом, чтобы суммарная площадь прохода между вставками 6 была равна или больше площади поперечного сечения канала заряда. Чтобы предотвратить преждевременное сгорание вставок 6 и тем самым сохранить зазор между зарядами в начальном периоде горения зарядов, необходимо замедлить процесс сгорания вставок 6, что достигается защитой от горения «бронированием» открытой поверхности вставок 6. В качестве «бронировки» 7 используется эпоксидный состав. С целью исключения несанкционированного воспламенения зарядов от трения боковой поверхности зарядов о поверхность обсадной колонны (особенно опасно сухое трение) при опускании устройства в зону обработки на боковую поверхность зарядов наклеены «сухари» 8 - детали из листового полимерного материала (например, нитролинолиум) толщиной, гарантирующей необходимый зазор между поверхностью заряда и обсадной колонной. «Сухари» 8 наклеены на боковую поверхность зарядов в плоскости нескольких сечений по длине заряда. Количество сечений определяется в зависимости от длины заряда. «Сухари» соседних сечений смещены относительно друг друга на 90° для более равномерного распределения их по поверхности заряда. Количество «сухарей» 8 определяется из расчета один «сухарь» высотой 0,5 см площадью 1 см2 на 30 см2 поверхности заряда. Для уменьшения вероятности сбивания «сухарей» при ударе о препятствие при опускании устройства в скважину они расположены продольно относительно заряда. Геофизический кабель 1 до опускания устройства в скважину намотан на барабан подъемника. Покидая барабан, при опускании устройства, геофизический кабель 1 подвергается воздействию крутящего момента, заложенного при его укладке в барабан. В случае, если геофизический кабель 1 не связан жестко с устройством, при подъеме над скважиной и опускании в скважину он вращается относительно устройства и чем глубже скважина, тем продолжительнее его вращение до полной реализации крутящего момента. Поскольку электрические провода 9 геофизического кабеля 1 соединены со спиралями накаливания 2, вмонтированными в воспламеняющие заряды 4, при вращении геофизического кабеля 1 происходит наматывание на него электрических проводов 9 и, как следствие, разрыв электрической цепи. Чтобы исключить влияние крутящего момента на надежность воспламенения, необходимо жестко соединить воспламеняющие заряды 4 с геофизическим кабелем 1, с этой целью на внешние торцы воспламеняющих зарядов 4 наклеены стальные диски 12 диаметром, равным диаметру зарядов. Перед наклеиванием на диски 12 установлены по одной стальной шпильке 10. При сборке устройства шпильки 10 становятся опорой для хомутов 3, фиксирующих сборку, и передают крутящий момент от геофизического кабеля 1 на устройство, исключая тем самым вращение кабеля относительно зарядов.The device consists of a set of cylindrical channel shellless charges made of ballistic solid fuel, collected immediately before the device is used at the wellhead using a geophysical cable 1, passed through the axial channel of each charge and held in contact with each other using clamps 3 mounted on the geophysical cable 1 at the ends of the device. The geophysical cable 1, passing through the channel of all charges, limits the area of the passage section of the channel of charges, which may be insufficient for the outflow of combustion products at the initial moment of combustion, which will lead to the destruction of charges by excessive pressure of the combustion products formed due to this insufficiency. To eliminate the abnormal work of charges for this reason, in the manufacture of charges, the ratio of the length of the charges L s to the diameter of their channel D to be equal to 50: 1 should be ensured. The section of the geophysical cable passing through the channel of all charges, and the adjacent section of the same length from the side of the upper charge, are thermally insulated with thiokolite sealant 11 from the effects of the high temperature of the combustion products of the charges. The set of charges consists of two igniting charges 4, installed at the ends of the device, and several intermediate charges 5. The use of two igniting charges due to the technical task of the present invention is to increase the efficiency and reliability of the device. The increase in efficiency is achieved due to the quality of ignition, i.e. simultaneous ignition of all charges of the device, which allows you to realize the energy of charges in the shortest possible time and provide the necessary pressure pulse. Given the difficult conditions of the device’s delivery to the well treatment area and the difficult working environment conditions, the presence of a second igniting charge increases the reliability of ignition. The initiation of flammable charges 4 is carried out by an incandescent spiral 2 mounted in a charge in the region of the outer end, by applying an electrical impulse to an incandescent spiral 2 from the wellhead via geophysical cable 1. The number of intermediate charges 5 is assigned depending on the fuel burning rate, charge weight and well depth. To repeatedly reduce the cost of the device, as well as to ensure the environmental cleanliness of the process, it is proposed to use solid-channel channel rocket charges from ballistic fuel with an outer diameter of 65-100 mm to be disposed of as fuel charges. The end support of each charge during assembly of the device are four cylindrical inserts 6 made of the same fuel and glued to one of the ends of each charge equally spaced around the circumference. Inserts 6 are designed to provide a guaranteed gap between the charges necessary for the exit of combustion products from the channel of burning charges in order to relieve excess pressure in the channel, which destroys the charge generated in the channel due to the inequality of the gas input gas consumption in the initial period of operation of the device when the set of charges of the device is not separated by inserts, represents one charge several times increased in length with a channel occupied by a geophysical cable. The height and diameter of the cylindrical inserts 6 are selected depending on the diameter of the charge channel D k so that the total passage area between the inserts 6 is equal to or greater than the cross-sectional area of the charge channel. In order to prevent premature combustion of the inserts 6 and thereby maintain a gap between charges in the initial period of burning of the charges, it is necessary to slow down the combustion of the inserts 6, which is achieved by burning protection by “armoring” the open surface of the inserts 6. An epoxy compound is used as “armor” 7. In order to exclude unauthorized ignition of charges from friction of the lateral surface of the charges on the surface of the casing (dry friction is especially dangerous) when lowering the device into the processing zone, “crackers” are pasted onto the lateral surface of charges 8 - parts made of sheet polymer material (for example, nitrolinolium) with a thickness guaranteeing the required clearance between the charge surface and the casing. "Crackers" 8 are glued to the side surface of charges in the plane of several sections along the length of the charge. The number of cross sections is determined depending on the length of the charge. “Crackers” of adjacent sections are offset relative to each other by 90 ° for a more uniform distribution over the surface of the charge. The number of "crackers" 8 is determined from the calculation of one "cracker" with a height of 0.5 cm and an area of 1 cm 2 per 30 cm 2 of charge surface. To reduce the likelihood of knocking down "crackers" when they hit an obstacle when lowering the device into the well, they are located longitudinally relative to the charge. The geophysical cable 1, before lowering the device into the well, is wound on a hoist drum. Leaving the drum, when lowering the device, the geophysical cable 1 is exposed to the torque laid down when it is placed in the drum. If the geophysical cable 1 is not rigidly connected to the device, when rising above the well and lowering into the well, it rotates relative to the device and the deeper the well, the longer it rotates until the torque is fully realized. Since the electric wires 9 of the geophysical cable 1 are connected to incandescent spirals 2 mounted in igniting charges 4, when the geophysical cable 1 rotates, the electric wires 9 are wound around it and, as a result, the electric circuit breaks. To exclude the influence of torque on the reliability of ignition, it is necessary to rigidly connect the igniting charges 4 with the geophysical cable 1, for this purpose, steel disks 12 with a diameter equal to the diameter of the charges are glued to the outer ends of the igniting charges 4. Before gluing to the disks 12, one steel stud 10 is installed. When assembling the device, the stud 10 becomes a support for the clamps 3 fixing the assembly and transmit torque from the geophysical cable 1 to the device, thereby excluding cable rotation with respect to charges.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство опускают на геофизическом кабеле 1, подсоединенном к кабельной головке, на забой скважины и устанавливают напротив интервала обрабатываемого пласта. С устья скважины через геофизический кабель 1 подают электрический импульс на спираль накаливания 2 воспламеняющих зарядов 4. В течение ограниченного времени (0,1-0,3 с) воспламеняются все заряды. Поскольку горение зарядов происходит по всем открытым поверхностям, продолжительность процесса определяется скоростью горения, величиной горящего свода топлива и давлением в зоне обработки. На фиг.5 представлен характер изменения температуры Т и давления Р в зоне обработки нефтяной скважины при срабатывании устройства. Давление пороховых газов Р на этом участке возрастает и одновременно повышается скорость горения зарядов U, связанная с давлением зависимостьюThe device is lowered on the geophysical cable 1 connected to the cable head to the bottom of the well and set opposite the interval of the treated formation. From the wellhead through a geophysical cable 1, an electrical impulse is supplied to the incandescent spiral 2 of igniting charges 4. For a limited time (0.1-0.3 s), all charges ignite. Since the combustion of charges occurs over all open surfaces, the duration of the process is determined by the burning rate, the size of the burning fuel arch and the pressure in the treatment zone. Figure 5 shows the nature of the change in temperature T and pressure P in the processing zone of the oil well when the device is triggered. The pressure of the powder gases P in this section increases and at the same time the rate of burning of the charges U, which is related to the pressure, increases

U=U0(T)Pυ,U = U 0 (T) P υ ,

где U0(T)- скорость горения при Р1=0,1 МПа, зависящая от температуры;where U 0 (T) is the burning rate at P 1 = 0.1 MPa, depending on temperature;

Р - текущее давление;P is the current pressure;

υ - коэффициент, определяемый опытным путем.υ is the coefficient determined empirically.

При кратковременном сгорании зарядов (2-2,5 с) столб скважинной жидкости, находящийся над устройством, вследствие инерционности и трения о стенки скважины остается неподвижным в течение всего времени горения зарядов и выполняет роль пакера, благодаря чему в районе горения возникает давление, превышающее горное, что и приводит к разрыву пласта. Необходимый уровень давления разрыва пласта достигается подбором поверхности горения, скорости горения и веса зарядов. Газообразные продукты сгорания, расширяясь, приводят в движение столб скважинной жидкости, поднимая его на определенную высоту. Давление в зоне обработки падает. Происходит депрессия на пласт (всасывание). Столб жидкости возвращается в исходное положение, сжимая газ. Происходит репрессия на пласт (нагнетание). Таким образом происходят затухающие колебания столба скважинной жидкости, оказывая репрессионно-депрессионное воздействие на продуктивный пласт, способствуя более глубокому продвижению газообразных продуктов, имеющих высокую температуру, в продуктивный пласт. Как свидетельствуют измерения, температура на этом участке достигает ~1100°С. Глубокий прогрев продуктивного пласта обеспечивает снижение вязкости нефтяных флюидов, т.е. повышает их подвижность, а репрессионно-депрессионное воздействие ослабляет их связь с породой пласта.During short-term combustion of charges (2-2.5 s), the borehole liquid column located above the device, due to inertia and friction against the borehole wall, remains stationary during the entire time the charges are burning and acts as a packer, due to which a pressure exceeding the mountain pressure arises in the combustion area , which leads to fracture. The required level of fracture pressure is achieved by the selection of the combustion surface, the burning rate and the weight of the charges. Gaseous products of combustion, expanding, set in motion a column of well fluid, lifting it to a certain height. The pressure in the treatment zone drops. Depression occurs on the reservoir (absorption). The liquid column returns to its original position, compressing the gas. Repression to the reservoir occurs (injection). Thus, damped oscillations of the wellbore fluid column occur, exerting a repressive-depressive effect on the reservoir, contributing to a deeper advancement of gaseous products having a high temperature into the reservoir. According to measurements, the temperature in this area reaches ~ 1100 ° C. Deep heating of the reservoir provides a decrease in the viscosity of oil fluids, i.e. increases their mobility, and the repressive-depressive effect weakens their connection with the formation rock.

В 2010-2012 гг. проведено 150 обработок нефтяных скважин на месторождениях Российской Федерации и Республики Казахстан с использованием предлагаемого устройства. На всех скважинах после обработки получен положительный экономический эффект.In 2010-2012. 150 treatments of oil wells at the fields of the Russian Federation and the Republic of Kazakhstan were carried out using the proposed device. After treatment, all wells received a positive economic effect.

Claims (2)

1. Устройство для термобарохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта скважины, содержащее ряд безкорпусных канальных твердотопливных зарядов из баллиститного топлива, собираемых с опорой на торцевые поверхности при помощи геофизического кабеля, проходящего через осевой канал всех зарядов и элементов крепления, отличающееся тем, что одновременное воспламенение всех зарядов обеспечивается двумя воспламеняющими зарядами, установленными по торцам устройства, все применяемые заряды имеют отношение длины заряда к диаметру их канала равным 50:1, на внешних торцах воспламеняющих зарядов установлены детали, исключающие вращение геофизического кабеля относительно этих зарядов при вертикальном подъеме и спуске устройства в скважину, при этом участок геофизического кабеля, проходящий через канал всех зарядов и примыкающий к нему участок такой же длины со стороны верхнего заряда термоизолированы тиокольным герметиком, гарантированный зазор между зарядами обеспечен приклейкой на один из торцов каждого заряда четырех цилиндрических твердотопливных вставок с размерами, обеспечивающими суммарную площадь прохода между вставками равную или более площади поперечного сечения канала заряда, покрытых по наружной поверхности составом, препятствующим горению, а необходимый зазор между поверхностями зарядов и поверхностью обсадной колонны, исключающий контакт этих поверхностей, обеспечен наклейкой на боковую поверхность зарядов «сухарей» из листового полимерного материала из расчета один «сухарь» высотой 0,5 см площадью 1 см2 на 30 см2 боковой поверхности заряда.1. A device for thermobarochemical treatment of the bottom-hole zone of a productive formation of a well, comprising a series of shellless solid-propellant channel charges of ballistic fuel collected with support on end surfaces using a geophysical cable passing through the axial channel of all charges and fastening elements, characterized in that all of them are simultaneously ignited charges is provided by two igniting charges installed at the ends of the device, all applicable charges are related to the charge length to the diameter rub their channel equal to 50: 1, on the outer ends of the igniting charges installed parts that exclude the rotation of the geophysical cable relative to these charges when the device is vertically raised and lowered into the well, while the portion of the geophysical cable passing through the channel of all charges and adjacent to it is the same the lengths from the top of the charge are thermally insulated with a thiokol sealant, the guaranteed gap between the charges is ensured by gluing four cylindrical solid fuel inserts to one of the ends of each charge with dimensions that provide a total passage area between the inserts equal to or more than the cross-sectional area of the charge channel, coated on the outer surface with a flame retardant composition, and the necessary clearance between the charge surfaces and the casing surface, excluding the contact of these surfaces, is provided with a sticker on the side surface of the charges " crackers "from a sheet of polymer material at the rate of one" cracker "with a height of 0.5 cm and an area of 1 cm 2 per 30 cm 2 of the side surface of the charge. 2. Устройство по п.1 отличающееся тем, что для его изготовления могут быть использованы твердотопливные заряды ракетных двигателей на баллиститном топливе, подлежащие утилизации. 2. The device according to claim 1, characterized in that for its manufacture solid propellant charges of rocket engines using ballistic fuel can be used, which must be disposed of.
RU2012152186/03A 2012-12-04 2012-12-04 Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone RU2514036C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152186/03A RU2514036C1 (en) 2012-12-04 2012-12-04 Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012152186/03A RU2514036C1 (en) 2012-12-04 2012-12-04 Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2514036C1 true RU2514036C1 (en) 2014-04-27

Family

ID=50515486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012152186/03A RU2514036C1 (en) 2012-12-04 2012-12-04 Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2514036C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597302C1 (en) * 2015-08-05 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Universal solid-fuel well pressure generator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422760A (en) * 1966-10-05 1969-01-21 Petroleum Tool Research Inc Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids
RU2047744C1 (en) * 1992-03-23 1995-11-10 Малаховское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института нефтепромысловой геофизики Formation treatment device
RU2184220C2 (en) * 2000-08-10 2002-06-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture
RU111189U1 (en) * 2011-07-28 2011-12-10 Ооо "Сгк "Регион" POWDER PRESSURE GENERATOR
RU118350U1 (en) * 2012-02-17 2012-07-20 Ооо "Сгк "Регион" POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2460873C1 (en) * 2011-04-13 2012-09-10 Олег Павлович Маковеев Powder generator of pressure and method for its implementation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422760A (en) * 1966-10-05 1969-01-21 Petroleum Tool Research Inc Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids
RU2047744C1 (en) * 1992-03-23 1995-11-10 Малаховское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института нефтепромысловой геофизики Formation treatment device
RU2184220C2 (en) * 2000-08-10 2002-06-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermal gas producer to treat face zone of productive pool of oil wells and process of its manufacture
RU2460873C1 (en) * 2011-04-13 2012-09-10 Олег Павлович Маковеев Powder generator of pressure and method for its implementation
RU111189U1 (en) * 2011-07-28 2011-12-10 Ооо "Сгк "Регион" POWDER PRESSURE GENERATOR
RU118350U1 (en) * 2012-02-17 2012-07-20 Ооо "Сгк "Регион" POWDER PRESSURE GENERATOR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597302C1 (en) * 2015-08-05 2016-09-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Universal solid-fuel well pressure generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3422760A (en) Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids
US6817298B1 (en) Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization
US8186425B2 (en) Sympathetic ignition closed packed propellant gas generator
US7819180B2 (en) High-energy gas fracture apparatus for through-tubing operations
US20120138302A1 (en) Device and method for well stimulation
RU111189U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2429346C1 (en) Development method of high-viscosity oil deposit with use of in-situ combustion
RU2242600C1 (en) Gas generator on solid fuel for well
RU2514036C1 (en) Device for propellant stimulation of well productive bed at well bottom zone
RU2204706C1 (en) Method of treatment of formation well zone and device for method embodiment
RU2401385C2 (en) Solid-fuel gas generator for coal bed degassing
RU2460873C1 (en) Powder generator of pressure and method for its implementation
RU106305U1 (en) BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING
RU2385420C1 (en) Gas generator for degasification of coal bed
RU118350U1 (en) POWDER PRESSURE GENERATOR
RU2493352C1 (en) Device and method for thermal gas-hydrodynamic oil and gas formation fracture (versions)
RU108796U1 (en) POWDER GENERATOR
RU133875U1 (en) POWDER GENERATOR
CA2761153A1 (en) Device and method for well stimulation
RU2311530C1 (en) Device with gun-powder charge for well stimulation and method therefor
SU933959A1 (en) Gunpowder-type pressure generator for well
RU2592865C1 (en) Method of productive formation processing and device for its implementation as per pgda-m technology
RU2532948C2 (en) Method of powder pressure generator application
RU2175059C2 (en) Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells
RU2092682C1 (en) Method of treating reservoir with liquid combustible-oxidizing compound

Legal Events

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

Effective date: 20181205