RU2575285C2 - Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone - Google Patents
Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575285C2 RU2575285C2 RU2013159257/03A RU2013159257A RU2575285C2 RU 2575285 C2 RU2575285 C2 RU 2575285C2 RU 2013159257/03 A RU2013159257/03 A RU 2013159257/03A RU 2013159257 A RU2013159257 A RU 2013159257A RU 2575285 C2 RU2575285 C2 RU 2575285C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- frequency
- well
- low
- output
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 5
- 230000001965 increased Effects 0.000 abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для применения волновой технологии совмещенного воздействия на продуктивные пласты для повышения извлечения углеводородов.The invention relates to the field of oil and gas industry, and in particular to devices for applying wave technology combined effects on reservoirs to increase hydrocarbon recovery.
В патенте США №4000757 (НКИ 137-834) заявлено струйное бистабильное устройство с большим коэффициентом усиления. Особенность его заключается в использовании вихревых эффектов. Рабочая среда подается в профилированный сужающийся входной канал устройства, к боковым стенкам которого примыкают «лепесткообразные» полости с каналами управления. Вниз от этих полостей установлены направляющие стенки, по потоку от которых размещены «лепесткообразные» полости вихревой обратной связи. К этим полостям примыкают выходные каналы.In US patent No. 4000757 (NKI 137-834) claimed inkjet bistable device with a high gain. Its peculiarity lies in the use of vortex effects. The working medium is fed into a profiled tapering inlet channel of the device, to the side walls of which are adjacent “petal-shaped” cavities with control channels. Downward from these cavities, guide walls are installed, downstream of which are “petal-shaped” vortex feedback cavities. The exit channels are adjacent to these cavities.
При подаче рабочего тела во входной канал и при отсутствии управляющих сигналов возникает колебательный режим работы, причем переключение подачи расхода в выходные каналы идет в противофазе.When the working fluid is supplied to the input channel and in the absence of control signals, an oscillatory mode of operation occurs, and switching the flow rate to the output channels is in antiphase.
Подача управляющего сигнала вызывает смещение основного потока жидкости в сторону одной из «лепесткообразных» полостей вихревой обратной связи, приводя к росту амплитуды колебаний в одной из выходных каналов в сравнении с другим выходным каналом.The supply of a control signal causes a shift in the main fluid flow in the direction of one of the “petal-like” cavities of the vortex feedback, leading to an increase in the amplitude of oscillations in one of the output channels in comparison with the other output channel.
Недостатком этого устройства является необходимость применения дополнительной системы формирования и подачи управляющего расхода жидкости, что существенно снижает надежность применения его в условиях забоя скважины в продуктивном пласте. Другим недостатком этого устройства генерации импульсов расхода (давления) является практически невозможность использования подобных устройств для обработки пластов низкочастотными колебаниями (в диапазоне инфразвука и десятков Гц). Для генерации импульсов давления низкой частоты потребуется значительное увеличение объема «лепесткообразных» полостей для вихревой обратной связи, что обусловлено необходимым временем распространения возмущения, определяемым как частотой переключения направления движения жидкости к выходным каналам, так и скоростью распространения возмущения в объеме «лепесткообразных» полостей. В условиях ограниченного внутреннего диаметра обсадной колонны нагнетательной скважины устройство, основанное на этом способе, не размещается.The disadvantage of this device is the need to use an additional system for the formation and supply of a control fluid flow rate, which significantly reduces the reliability of its use in the face of a well in a reservoir. Another disadvantage of this device for generating flow (pressure) pulses is the impossibility of using such devices for treating formations with low-frequency oscillations (in the range of infrasound and tens of Hz). The generation of low-frequency pressure pulses will require a significant increase in the volume of “petal-shaped” cavities for vortex feedback, which is due to the necessary propagation time of the perturbation, determined both by the frequency of switching the direction of fluid motion to the output channels and the propagation velocity of the perturbation in the volume of “petal-shaped” cavities. In conditions of limited internal diameter of the casing of the injection well, a device based on this method is not placed.
Известно, что затухание в пласте колебаний давления низкой частоты значительно меньше в сравнении с затуханием колебаний высоких частот (Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты. - М.: Мир, 2001, с.24-25; Боголюбов Б.Н., Лобанов В.Н., Бриллиант Л.С. и др. Интенсификация добычи нефти низкочастотным акустическим воздействием // Нефтяное хозяйство, 2000, №9, с.80-81).It is known that the attenuation in the formation of low-frequency pressure fluctuations is much less in comparison with the decay of high-frequency oscillations (Kuznetsov OL, Simkin EM, Chilingar J. Physical principles of vibration and acoustic effects on oil and gas layers. - M.: Mir , 2001, p.24-25; Bogolyubov B.N., Lobanov V.N., Brilliant L.S. et al. Intensification of oil production by low-frequency acoustic exposure // Oil Industry, 2000, No. 9, pp. 80-81 )
Известно устройство генерации импульсов расхода (давления) с увеличенной амплитудой (Xu Yong, Yang Shuxing and Zhou Zignang / The research and application survey of fluidic amplifier. Beijing Institute of Technology, 100081, Beijing, P.R. China). В устройстве струя жидкости подается через входное сопло и под действием управляющего усилия от струи жидкости, подаваемой через канал управления за соплом, она отклоняется в один из двух каналов, заглушенных с торца и имеющих отводы в виде выходных патрубков, отстоящих на некотором расстоянии от заглушенных торцов каналов. При этом в силу прилипания струи к стенке канала, жидкость заполняет его, после чего происходит отвод жидкости из канала в выходной патрубок. Это приводит к последующему эжектированию дополнительной жидкости из заглушенного объема канала в тот же выходной патрубок, в результате чего увеличивается амплитуда импульса расхода (давления) на выходе из патрубка в сравнении с ее значением в отсутствии заглушенной части канала. При подаче управляющего усилия посредством струи жидкости через противоположный канал управления основная струя рабочего тела переключается в другой канал и процесс повторяется аналогичным образом.A known device for generating pulses of flow (pressure) with increased amplitude (Xu Yong, Yang Shuxing and Zhou Zignang / The research and application survey of fluidic amplifier. Beijing Institute of Technology, 100081, Beijing, P.R. China). In the device, the liquid stream is supplied through the inlet nozzle and, under the action of a control force from the liquid stream supplied through the control channel behind the nozzle, it deviates into one of two channels, muffled from the end and having taps in the form of outlet pipes, spaced at some distance from the muffled ends channels. In this case, due to the sticking of the jet to the channel wall, the liquid fills it, after which the liquid is drained from the channel into the outlet pipe. This leads to the subsequent ejection of additional fluid from the muffled volume of the channel into the same outlet pipe, as a result of which the amplitude of the flow (pressure) pulse at the outlet of the pipe increases compared to its value in the absence of the muffled part of the channel. When a control force is applied by means of a liquid jet through the opposite control channel, the main jet of the working fluid switches to another channel and the process is repeated in a similar way.
Недостатком этого устройства является низкая надежность при эксплуатации подобных систем в условиях забоя скважин из-за наличия системы подачи рабочей жидкости в управляющие каналы, а также наличия системы управления подачей этой жидкости.The disadvantage of this device is the low reliability during operation of such systems in the face of wells due to the presence of a system for supplying working fluid to the control channels, as well as the presence of a control system for the supply of this fluid.
Известно другое устройство генерации импульсов расхода (давления) повышенной амплитуды в потоке жидкости, основанное на использовании бистабильной струи в усилителе (патент US №4181153). В устройстве струя жидкости подается через входное сопло в камеру, в которой под действием управляющей струи жидкости, подаваемой через один из двух каналов управления, расположенных за входным соплом, поток рабочего тела отклоняется в один из выходных каналов, прилипая к стенке. Выходные каналы соединены посредством разделителя потока.There is another device for generating flow pulses (pressure) of increased amplitude in a fluid stream, based on the use of a bistable jet in an amplifier (US patent No. 4181153). In the device, a liquid stream is supplied through an inlet nozzle to a chamber in which, under the action of a control liquid stream supplied through one of two control channels located behind the inlet nozzle, the flow of the working fluid is deflected into one of the outlet channels, adhering to the wall. The output channels are connected through a flow splitter.
Двигаясь к выходу канала, поток жидкости втекает в узкую протяженную трубу, заканчивающуюся «упругой» емкостью, в результате чего, за счет своего скоростного напора, в ней имеет место восстановление давления. При подаче управляющей струи в другой канал управления происходит переключение струи жидкости (рабочего агента) во второй выходной канал, с выхода которого струя поступает в окружающую среду. С момента переключения потока жидкости во второй канал, часть жидкости, находящаяся под более высоким давлением в «упругой» емкости, эжектируется во второй канал, что приводит к увеличению амплитуды давления на выходе до 30% в сравнении с вариантом отсутствия «упругой» емкости.Moving to the outlet of the channel, the fluid flow flows into a narrow long pipe, ending with an “elastic” capacity, as a result of which, due to its high-speed pressure, pressure is restored in it. When the control jet is supplied to another control channel, the liquid (operating agent) jet switches to the second output channel, from the output of which the jet enters the environment. From the moment of switching the fluid flow to the second channel, the part of the liquid that is under higher pressure in the “elastic” tank is ejected into the second channel, which leads to an increase in the pressure amplitude at the outlet up to 30% in comparison with the option of the lack of the “elastic” tank.
Однако это устройство из-за низкой надежности при эксплуатации в условиях скважинной среды на забое, требующей наличие расхода управления и автоматики, обеспечивающей подачу его, также не может быть использовано.However, this device, due to the low reliability during operation in the conditions of a borehole environment at the bottom, requiring the presence of control flow and automation, providing its supply, also cannot be used.
Известно устройство для создания звуковых полей высокой интенсивности (патент RU №2041343, кл. Е21B 43) в продуктивном пласте, состоящее из двух бистабильных осцилляторов. Бистабильный осциллятор состоит из рабочей камеры, в одной из стенок которой установлено сопло, а на выходе присоединены два выходных патрубка. Через эти патрубки рабочий агент, поступая через сопло в камеру, выходит поочередно в пласт, формируя в нем волновое поле.A device for creating high-intensity sound fields (patent RU No. 2041343, class E21B 43) in a reservoir, consisting of two bistable oscillators. The bistable oscillator consists of a working chamber, in one of the walls of which a nozzle is installed, and two output nozzles are connected at the output. Through these nozzles, the working agent, entering through the nozzle into the chamber, exits alternately into the formation, forming a wave field in it.
Недостатком этого устройства является сравнительно невысокие амплитуды колебания давления на выходе, что снижает протяженность эффективного воздействия на пласт.The disadvantage of this device is the relatively low amplitude of the pressure fluctuation at the outlet, which reduces the length of the effective impact on the reservoir.
Известен бистабильный осциллятор для воздействия на продуктивные нефтяные пласты низкой частотой (патент RU №2423606), состоящий из рабочей камеры, выполненной в виде параллелепипеда, образованного боковыми, верхней и нижней стенками, в передней стенке которой установлено съемное сопло, расположенное соосно с продольной осью рабочей камеры, а на выходе присоединены два выходных патрубка, причем длина одного превышает длину второго на величину, равную расстоянию, определяемому временем прохождения импульса расхода (давления) из камеры в забой скважины.Known bistable oscillator for influencing productive oil reservoirs at a low frequency (patent RU No. 2423606), consisting of a working chamber made in the form of a parallelepiped formed by the side, upper and lower walls, in the front wall of which there is a removable nozzle located coaxially with the longitudinal axis of the working chamber, and at the output two output nozzles are connected, and the length of one exceeds the length of the second by an amount equal to the distance determined by the passage of the flow pulse (pressure) from the chamber to oh well.
Это техническое решение осциллятора является наиболее близким по сущности заявляемого решения и поэтому выбрано в качестве прототипа.This technical solution of the oscillator is the closest in essence to the proposed solution and therefore is selected as a prototype.
Недостатком этого устройства является малая эффективность воздействия низкой частоты на очистку призабойной зоны от кольматанта и других загрязнений вследствие огибания их волной большой протяженности.The disadvantage of this device is the low efficiency of the low-frequency effect on cleaning the bottom-hole zone of mud and other contaminants due to their rounding by a long wave.
Технической задачей, решаемой изобретением, является наряду с воздействием на пласт низкой частотой эффективная очистка призабойной зоны скважины от разного рода кольматанта и загрязнений, снижающих приемистость скважины, а также повышение отдачи продуктивного пласта за счет увеличения приемистости нагнетательной скважины.The technical problem solved by the invention is, along with the impact on the formation of low frequency, effective cleaning of the bottomhole zone of the well from various kinds of mud and contaminants that reduce the injectivity of the well, as well as increasing the productivity of the productive formation by increasing the injectivity of the injection well.
Сущность решения поставленной технической задачи заключается в том, что в известном устройстве, предназначенном для низкочастотного воздействия на продуктивные пласты, состоящем из рабочей камеры, выполненной в виде параллелепипеда, образованного боковыми, верхней и нижней стенками, в одной из стенок которой установлено съемное сопло, расположенное соосно с продольной осью рабочей камеры в передней стенке камеры, а на выходе присоединены два выходных патрубка, причем длина одного превышает длину второго на величину, равную расстоянию, определяемому временем прохождения импульса расхода (давления) из камеры в забой скважины, для решения поставленной задачи съемное сопло включает два участка канала, начальный - входной в виде цилиндрической полости и выходной участок со ступенчатым увеличением диаметра цилиндрической полости и меньшей длиной по отношению к начальному участку канала сопла для образования и срыва вихрей высокой частоты в дополнение к основной колеблющейся с низкой частотой струе из сопла, обеспечивающих эффективную очистку призабойной зоны скважины от разного рода кольматанта и других загрязнений, снижающих приемистость скважины.The essence of the solution of the technical problem lies in the fact that in the known device designed for low-frequency impact on productive formations, consisting of a working chamber made in the form of a parallelepiped formed by the side, upper and lower walls, in one of the walls of which there is a removable nozzle located coaxial with the longitudinal axis of the working chamber in the front wall of the chamber, and at the output two outlet pipes are connected, the length of one exceeding the length of the second by an amount equal to the distance, determined by the transit time of the flow (pressure) pulse from the chamber to the bottom of the well, to solve the problem, the removable nozzle includes two portions of the channel, the initial - input in the form of a cylindrical cavity and the output section with a stepwise increase in the diameter of the cylindrical cavity and a shorter length relative to the initial section of the channel nozzles for the formation and disruption of high frequency vortices in addition to the main jet from the nozzle oscillating with a low frequency, providing effective cleaning of the bottomhole zone of the well tons of all kinds of mud and other contaminants that reduce the injectivity of the well.
Таким образом, только полное сочетание предлагаемых конструктивных элементов устройства обеспечивает решение поставленной задачи.Thus, only a complete combination of the proposed structural elements of the device provides a solution to the problem.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизны». При изучении других известных технических решений в данной области признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию и существенные отличия.Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty." When studying other well-known technical solutions in this field, the signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype were not identified, and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion and significant differences.
Устройство изображено на фиг. 1 и 2.The device is depicted in FIG. 1 and 2.
Устройство состоит из рабочей камеры 1 в виде параллелепипеда, образованного боковыми 2, 3, верхней 4 и нижней 5 стенками, передней стенкой 6, в которой по оси установлено съемное сопло 7. На выходе к камере присоединены два отводящих рабочий агент выходных патрубка 8 и 9, оси выходных концов 10, 11 которых параллельны между собой, причем длина одного превышает длину второго на величину, равную расстоянию, определяемому временем прохождения импульса расхода (давления) из камеры в забой скважины. Съемное сопло 7, соосное с продольной осью рабочей камеры 1, включает два участка, начальный - входной в виде цилиндрической полости 12 и переходящий в выходной участок 13 со ступенчатым увеличением диаметра цилиндрической полости и меньшей длиной по отношению к начальному участку канала сопла для образования и срыва вихрей высокой частоты в дополнение к основной колеблющейся с низкой частотой струе в камере 1 и далее на выходе устройства. Устройство устанавливают на забое скважины 14, стыкуя рабочую камеру 1, например, с насосно-компрессорной трубой 15, по которой поступает жидкость (сжимаемая или несжимаемая) или стыкуют с выходным фланцем парогазогенератора (парогенератора). В этом случае на вход устройства поступает парогаз (пар).The device consists of a working chamber 1 in the form of a parallelepiped formed by lateral 2, 3, upper 4 and lower 5 walls, a front wall 6, in which a removable nozzle 7 is installed along the axis. At the outlet, two outlet pipes 8 and 9, which take away the working agent, are connected , the axis of the output ends 10, 11 of which are parallel to each other, and the length of one exceeds the length of the second by an amount equal to the distance determined by the passage of the flow pulse (pressure) from the chamber to the bottom of the well. The removable nozzle 7, coaxial with the longitudinal axis of the working chamber 1, includes two sections, the initial one entering in the form of a cylindrical cavity 12 and passing into the output section 13 with a stepwise increase in the diameter of the cylindrical cavity and a shorter length relative to the initial section of the nozzle channel for formation and disruption high frequency vortices in addition to the main jet oscillating with a low frequency in the chamber 1 and further at the output of the device. The device is installed on the bottom of the well 14, joining the working chamber 1, for example, with a tubing 15, through which fluid flows (compressible or incompressible) or is joined to the output flange of a gas generator (steam generator). In this case, steam gas (steam) is supplied to the input of the device.
Результат воздействия на призабойную зону и пласт заключается в следующем. В момент времени t=0 начинает действовать от первой струи импульс расхода (давления) на среду скважинной жидкости за устройством, в результате которого имеет место распространение в ней продольной волны давления с амплитудой, изменяющейся от нуля до максимума и обратно до нуля к моменту времени t=T (длительность импульса - периода колебаний). Со сдвигом по времени t=T на среду скважинной жидкости начинает действовать импульс расхода от второй струи с тем же периодом длительности, что приводит также к распространению в скважинной жидкости продольной волны, совпадающей по фазе с волной от первой струи. В результате наложения импульсов расхода (давления) суммарная амплитуда низкочастотных колебаний возрастает вдвое. Создаваемое волновое поле в пласте способствует повышению нефтеотдачи пласта.The result of the impact on the bottomhole zone and the reservoir is as follows. At time t = 0, a flow (pressure) pulse begins to act from the first jet on the medium of the well fluid behind the device, as a result of which a longitudinal pressure wave propagates in it with an amplitude varying from zero to maximum and back to zero at time t = T (pulse duration - period of oscillation). With a time shift t = T, a flow pulse from the second jet with the same duration period begins to act on the borehole fluid medium, which also leads to the propagation of a longitudinal wave in the borehole fluid that coincides in phase with the wave from the first jet. As a result of superposition of flow (pressure) pulses, the total amplitude of low-frequency oscillations doubles. The generated wave field in the formation enhances oil recovery.
В то же время при движении рабочего агента по соплу в месте ступенчатого увеличения площади сечения канала образуется рециркуляционная зона. В этой зоне зарождаются вихри, которые при увеличении скорости потока становятся интенсивнее, срываются и перемещаются по периферии основной струи, формируемой цилиндрической частью сопла, вниз по потоку. Каждый раз при срыве вихрей в области внезапного расширения образуется импульс давления, который вызывает акустическое излучение - вихревой звук.At the same time, when the working agent moves through the nozzle, a recirculation zone forms in the place of a stepwise increase in the channel cross-sectional area. Vortices arise in this zone, which become more intense with increasing flow velocity, break down and move along the periphery of the main jet, formed by the cylindrical part of the nozzle, downstream. Each time a vortex breaks down in the region of sudden expansion, a pressure impulse is generated that causes acoustic radiation - a vortex sound.
Указанное устройство может быть реализовано следующим образом. Исходными данными являются весовой расход жидкости (например, воды) и перепад давления на сопле.The specified device can be implemented as follows. The initial data are the weighted flow rate of the liquid (for example, water) and the pressure drop across the nozzle.
Так при подаче в пласт воды в количестве 500 т/сут секундный расход жидкости составляет G=5,8 кг/с.So, when water is supplied to the reservoir in an amount of 500 tons / day, the second fluid flow rate is G = 5.8 kg / s.
При выбранном перепаде давления на сопле ΔР=40 кг/см2 и коэффициенте расхода через струйное сопло µ=0,62 (Сиов Б.Н. Истечение жидкости через насадки в среды с противодавлением. - М.: Машиностроение, 1968) площадь проходного сечения начального участка сопла F, определенная из уравнения G=µF·(2ρΔP)0,5 составляет F=1,05 см2. Внутренний диаметр начального цилиндрического участка струйного сопла равен d=11,6 мм.With the selected pressure difference at the nozzle ΔР = 40 kg / cm 2 and the flow rate through the jet nozzle µ = 0.62 (Siov B.N. Liquid outflow through nozzles into counterpressure media. - M .: Mechanical Engineering, 1968) flow area the initial section of the nozzle F, determined from the equation G = µF · (2ρΔP) 0.5 is F = 1.05 cm 2 . The inner diameter of the initial cylindrical section of the jet nozzle is d = 11.6 mm
Собственная частота колебаний жидкости в канале сопла (рассматриваемом как полуволновой резонатор) рассчитывается по зависимости fк=c·n/2lэ, где с - скорость звука в жидкости (с=1497 м/с); n - порядковый номер гармоники колебаний (n=1); lэ - эффективная длина канала сопла (определяемая по зависимости lэ=ll+0,4·(D+d)+d2/D2·l2. l1 - длина начального участка канала сопла, D - диаметр выходного участка цилиндрической полости сопла, l2 - длина выходного участка цилиндрической полости сопла (Андреев А.В. и др. Динамика газожидкостных форсунок. - М.: Машиностроение, 1991).The natural frequency of fluid oscillations in the nozzle channel (considered as a half-wave resonator) is calculated from the dependence f k = c · n / 2l e , where c is the speed of sound in the fluid (c = 1497 m / s); n is the sequence number of the harmonic of the oscillations (n = 1); l e is the effective length of the nozzle channel (determined by the dependence l e = l l + 0.4 · (D + d) + d 2 / D 2 · l 2. l 1 is the length of the initial section of the nozzle channel, D is the diameter of the outlet section the cylindrical cavity of the nozzle, l 2 is the length of the output section of the cylindrical cavity of the nozzle (Andreev A.V. et al. Dynamics of gas-liquid nozzles. - M .: Mashinostroenie, 1991).
Длина ll выбирается из условия, обеспечивающего высокочастотное возбуждение струи жидкости на участке сопла в целом, при этом должно выполняться условие 5,6<ll/d<12 (Liao Z. F., Huang D.S. Nozzle device for the self-excitedoscillation of a jet. 8 Int. Symp.Jet Cutting). При ll/d=11 значение ll=127,6 мм.The length l l is chosen from the condition that ensures high-frequency excitation of the liquid jet in the nozzle section as a whole, while the condition 5.6 <l l / d <12 (Liao ZF, Huang DS Nozzle device for the self-excitedoscillation of a jet. 8 Int. Symp.Jet Cutting). With l l / d = 11, the value of l l = 127.6 mm.
Анализ материалов исследований подобного устройства (Seiji Shimizu. Simulation of Axisymmetric Jet Issuing from a Nozzle with Collar. JSME International Journal. Series B. Vol. 38.No. l, 1995, pp. 39-44) показывает, что при числах Струхаля Sh=0,4-0,7 обеспечивается стабильная генерация колебаний давления со значительными амплитудами при значениях внутреннего радиуса выходного участка цилиндрической полости R=1,5·d/2=8,7 мм и ее длине l2=1,5·d/2=8,7 мм.An analysis of the research materials of such a device (Seiji Shimizu. Simulation of Axisymmetric Jet Issuing from a Nozzle with Collar. JSME International Journal. Series B. Vol. 38.No. l, 1995, pp. 39-44) shows that for Strouhal numbers Sh = 0.4-0.7 provides stable generation of pressure fluctuations with significant amplitudes at values of the inner radius of the output section of the cylindrical cavity R = 1.5 · d / 2 = 8.7 mm and its length l 2 = 1.5 · d / 2 = 8.7 mm.
В нашем случае эффективная длина канала сопла составляетIn our case, the effective length of the nozzle channel is
lэ=127,6+0,4(17,4+11,6)+11,62/17,42·87=143,1 мм.l e = 127.6 + 0.4 (17.4 + 11.6) +11.6 2 / 17.4 2 · 87 = 143.1 mm.
В этом случае частота высокочастотных колебаний на выходе из соплового устройства составляет fк=1497/2·0,143=5230 Гц.In this case, the frequency of high-frequency oscillations at the exit of the nozzle device is f to = 1497/2 · 0.143 = 5230 Hz.
Число Струхаля выражается значением Sh=fк·d/u=5230·0,0116/89=0,68, где u - скорость жидкости в начальном участке цилиндрическом канале сопла (µ=G/ρµF=89 м/с при ρ=1000 кг/м3).The Strouhal number is expressed by the value Sh = f to d / u = 5230 · 0.0116 / 89 = 0.68, where u is the fluid velocity in the initial section of the nozzle’s cylindrical channel (µ = G / ρµF = 89 m / s at ρ = 1000 kg / m 3 ).
Таким образом, полученное значение числа Струхаля соответствует диапазону величин, приведенных в исследованиях Shimizu. При этом длина высокочастотной волны акустического излучателя составит 
Она соизмерима с размерами кольматанта и других загрязнений в призабойной зоне скважины, что обеспечит эффективное воздействие амплитуды акустического излучения «вихревой пелены» на их вынос (удаление) из призабойной зоны. Это даст положительный результат на увеличение приемистости скважины и, как следствие, будет способствовать лучшей фильтрации флюида к добывающим скважинам, обеспечивая в итоге увеличение их дебита по нефти.It is commensurate with the size of the mud and other contaminants in the bottomhole zone of the well, which will provide an effective effect of the amplitude of the acoustic radiation of the "vortex sheet" on their removal (removal) from the bottomhole zone. This will give a positive result to increase the injectivity of the well and, as a result, will contribute to better fluid filtration to production wells, ultimately providing an increase in their oil production.
Использование предлагаемого устройства позволит дополнительно повысить добычу извлекаемых углеводородов за счет не только увеличения амплитуды колебания давления низкой частоты основной струи на входе в пласт, но и за счет очистки призабойной зоны скважины путем непрерывного акустического воздействия «вихревой пелены» высокой частоты на эту зону скважины в ходе технологического воздействия на пласт в целом.Using the proposed device will further increase the production of recoverable hydrocarbons due not only to an increase in the amplitude of the low-frequency pressure fluctuation of the main stream at the entrance to the formation, but also due to the cleaning of the bottom-hole zone of the well by continuous acoustic exposure of the high-frequency “swirl sheet” to this zone of the well during technological impact on the reservoir as a whole.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013159257/03A RU2575285C2 (en) | 2013-12-30 | Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013159257/03A RU2575285C2 (en) | 2013-12-30 | Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013159257A RU2013159257A (en) | 2015-07-10 |
| RU2575285C2 true RU2575285C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4000757A (en) * | 1975-12-04 | 1977-01-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High gain fluid amplifier |
| RU2041343C1 (en) * | 1990-07-03 | 1995-08-09 | Отдел энергетики Казанского научного центра РАН | Device for treatment of producing formations |
| RU2178518C2 (en) * | 1997-03-19 | 2002-01-20 | Научно-исследовательский институт "Нефтеотдача" | Device for wave treatment of formation |
| RU2399746C1 (en) * | 2009-09-07 | 2010-09-20 | Эдуард Афанасьевич Буторин | Device for wave processing of productive formations |
| RU2423606C2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-07-10 | Эдуард Афанасьевич Буторин | Device influencing payout beds |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4000757A (en) * | 1975-12-04 | 1977-01-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High gain fluid amplifier |
| RU2041343C1 (en) * | 1990-07-03 | 1995-08-09 | Отдел энергетики Казанского научного центра РАН | Device for treatment of producing formations |
| RU2178518C2 (en) * | 1997-03-19 | 2002-01-20 | Научно-исследовательский институт "Нефтеотдача" | Device for wave treatment of formation |
| RU2423606C2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-07-10 | Эдуард Афанасьевич Буторин | Device influencing payout beds |
| RU2399746C1 (en) * | 2009-09-07 | 2010-09-20 | Эдуард Афанасьевич Буторин | Device for wave processing of productive formations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9932246B2 (en) | Pulse cavitation processor and method of using same | |
| Vijay et al. | Ultrasonic modulation of high-speed water jets | |
| Huang et al. | Experimental investigation on the impingement characteristics of a self-excited oscillation pulsed supercritical carbon dioxide jet | |
| RU2376193C1 (en) | Method of hydrodynamic underwater cleaning of surfaces and related device | |
| Li et al. | An experimental investigation on the pressure characteristics of high speed self-resonating pulsed waterjets influenced by feeding pipe diameter | |
| Abulimiti et al. | Study on the impacting performance of a self-excited oscillation pulsed jet nozzle | |
| RU2369734C1 (en) | Facility for wave treatment of payout bed | |
| RU2575285C2 (en) | Device with combined effect on productive formation and bottom-hole zone | |
| RU2399746C1 (en) | Device for wave processing of productive formations | |
| RU2572250C2 (en) | Method and device with ring for generation of pressure waves at bottom of well | |
| RU2637008C2 (en) | Method and device for jet honeycomb parametrical gun for pressure waves generating and modulating in the injection well hole | |
| RU2544201C2 (en) | Method and device for generating wave field at injector bottomhole with automatic tuning of generation constant frequency | |
| CN106337674B (en) | The method for improving the fine and close oily individual well daily output | |
| RU77176U1 (en) | HYDRODYNAMIC ULTRASONIC DEPARAFFINIZER OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES | |
| RU2423606C2 (en) | Device influencing payout beds | |
| RU85581U1 (en) | PRODUCTIVE LAYER DEVICE | |
| RU2789492C1 (en) | Method for generating and modulating pressure waves in an injection wellbore and a device for its implementation | |
| RU2653205C2 (en) | Method and device of jet combined parametrical gun for pressure waves generating and modulating in the injection well hole | |
| CN113464054A (en) | Drilling device and drilling method | |
| RU2047729C1 (en) | Method and device for treatment of the near-bottom bed area | |
| RU63714U1 (en) | Borehole Hydroacoustic Generator | |
| RU2785232C1 (en) | Device and method for hydrodynamic purification of surfaces of equipment, parts, and intervals in perforation in well | |
| JP2011052595A (en) | Device and method for injecting fluid | |
| US10233097B2 (en) | Liquid treatment apparatus with ring vortex processor and method of using same | |
| RU2041343C1 (en) | Device for treatment of producing formations |