RU2708134C1 - Borehole gas generator charge - Google Patents
Borehole gas generator charge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708134C1 RU2708134C1 RU2018144135A RU2018144135A RU2708134C1 RU 2708134 C1 RU2708134 C1 RU 2708134C1 RU 2018144135 A RU2018144135 A RU 2018144135A RU 2018144135 A RU2018144135 A RU 2018144135A RU 2708134 C1 RU2708134 C1 RU 2708134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- sections
- combustion
- section
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/263—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using explosives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/04—Blasting cartridges, i.e. case and explosive for producing gas under pressure
- F42B3/045—Hybrid systems with previously pressurised gas using blasting to increase the pressure, e.g. causing the gas to be released from its sealed container
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к твердотопливным зарядам в составе газогенератора скважинного, предназначенным для термобарохимической обработки продуктивного пласта с целью интенсификации нефтегазодобычи.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to solid propellant charges in the composition of a well gas generator, intended for thermobarochemical treatment of a productive formation in order to intensify oil and gas production.
Задачей изобретения являются разработка конструкции заряда, обеспечивающей максимальный эффект при воздействии на продуктивный пласт скважин при наименьшей массе топлива, использование его энергии для создания максимального импульса давления путем исключения догорающих фрагментов заряда на конечной стадии его горения, получение оптимальных значений основных параметров твердотопливного заряда для динамического воздействия на продуктивный пласт залежи углеводородов через перфорационные отверстия в обсаженных скважинах и в открытом стволе.The objective of the invention is to develop a charge structure that provides the maximum effect when exposed to wells with the smallest mass of fuel, using its energy to create a maximum pressure impulse by eliminating dying charge fragments at the final stage of its combustion, obtaining optimal values of the main parameters of the solid fuel charge for dynamic impact to the reservoir of hydrocarbon deposits through perforations in cased wells and in open ohm trunk.
Известен большой ряд твердотопливных зарядов, предназначенных для применения в различных устройствах, используемых для термобарохимического воздействия на продуктивный пласт, например:A large number of solid propellant charges are known for use in various devices used for thermobarochemical effects on the reservoir, for example:
RU 2278253 С2, приоритет 29.07.2004RU 2278253 C2, priority 07.29.2004
RU 2260115 С1, приоритет 29.03.2004RU 2260115 C1, priority 03/29/2004
RU 2311530 С1, опубл. 27.11.2007RU 2311530 C1, publ. 11/27/2007
RU 2413069 С2, опубл. 27.02.2011RU 2413069 C2, publ. 02/27/2011
RU 2465447 С1, опубл. 27.10.2012RU 2465447 C1, publ. 10/27/2012
RU 2460877 С1, опубл. 10.09.2012RU 2460877 C1, publ. 09/10/2012
RU 2471973 С2, опубл. 10.01.2013RU 2471973 C2, publ. 01/10/2013
RU 2471974 С2, опубл. 10.01.2013RU 2471974 C2, publ. 01/10/2013
RU 2502867 С2, опубл. 27.12.2013RU 2502867 C2, publ. 12/27/2013
RU 2597302 С1, приоритет 05.08.2015RU 2597302 C1, priority 05.08.2015
RU 2643838 С1, приоритет 03.05.2017RU 2643838 C1, priority 05/03/2017
Наиболее близким к предлагаемому решению по назначению, конструкторскому исполнению и функционированию является заряд бескорпусный, секционный для газогидравлического воздействия на пласт, представленный в патенте RU 2278253 С2 с приоритетом 29.07.2004, взятый авторами за прототип.Closest to the proposed solution for designation, design and operation is a shell-less charge, sectional for gas-hydraulic stimulation of the formation, presented in patent RU 2278253 C2 with priority July 29, 2004, taken by the authors for the prototype.
На фиг. 1 представлено сечение секции 1 заряда-прототипа с пропущенной через центральный канал секции составной штанги 2. Заряд состоит из набора однотипных секций, изготовленных из твердотопливного состава (например, баллиститного) обеспечивающего его горение в водной, водно-нефтяной и кислотной средах. Секции заряда имеют центральный канал с развитой поверхностью горения для обеспечения заданного времени горения и давления необходимого для разрыва пласта. Оснастка для доставки заряда в зону обработки пласта включает детали для сборки заряда и детали, обеспечивающие стягивание секций друг к другу. Для сборки секций используют стальную составную штангу, пропускаемую через центральный канал каждой секции. Между секциями заряда установлены центрирующие кольца по диаметру превышающие диаметр секций, не позволяющие смещаться секциям относительно друг друга, исключающие контакт секций с обсадной колонной при спуске заряда. Заряд опускают в интервал перфорации обсадной колонны, с наземного пульта производят воспламенение заряда подачей электрического импульса по геофизическому кабелю на спираль узла воспламенения, находящегося на торце секции заряда. Горение происходит по всей поверхности заряда. При достижении избыточного давления, превышающего горное в 1,5-1,8 раза в зоне обработки, происходит разрыв пласта с образованием трещиноватости и переток скважинной жидкости и продуктов горения в образовавшиеся трещины, усиливающий положительный эффект.In FIG. 1 is a sectional view of
Недостатками конструкции заряда, взятого за прототип, являются:The disadvantages of the design of the charge taken as a prototype are:
- наличие догорающих остатков топлива 3, образующихся на конечной стадии горения заряда при встрече фронтов горения наружной и внутренней поверхностей, не участвующих в формировании максимального импульса давления, т.е. часть массы заряда не используется эффективно (фиг. 1);- the presence of dying
- воспламенитель расположен не в зоне развитой поверхности, что снижает надежность воспламенения и увеличивает время задержки воспламенения;- the igniter is not located in the developed surface area, which reduces the reliability of ignition and increases the delay time of ignition;
- отсутствие фиксации положения щелей секций относительно друг друга при сборке заряда также ухудшает условия воспламенения, т.к. при наличии штанги в канале движение потока продуктов сгорания происходит по щелевой части канала с последующим воспламенением торцевой и боковой поверхностей. При хаотичном положении щелей соседних секций относительно друг друга условия воспламенения осложняются.- the lack of fixing the position of the slits of the sections relative to each other during charge assembly also worsens the ignition conditions, because in the presence of a rod in the channel, the movement of the flow of combustion products occurs along the slotted part of the channel with subsequent ignition of the end and side surfaces. With a chaotic position of the cracks of the neighboring sections relative to each other, the ignition conditions are complicated.
Сравнительный анализ трубчато-щелевых конструкций зарядов, применяемых в различных импульсных устройствах показал, что при семищелевом канале обеспечивается оптимальное соотношение массы заряда и его поверхности горения для создания импульса давления, необходимого для разрыва пласта при наименьшей массе топлива для заданной скорости горения. При этом должно быть обеспечено требование безостаточного сгорания заряда.A comparative analysis of the tubular-slotted charge structures used in various pulsed devices has shown that with a seven-gap channel, the optimum ratio of the mass of the charge and its combustion surface is ensured to create the pressure impulse necessary for fracturing at the smallest mass of fuel for a given burning rate. In this case, the requirement of residual combustion of the charge must be ensured.
С целью получения максимального эффекта при воздействии на нефтегазоносный пласт предлагается конструкция твердотопливного заряда (фиг. 2), представляющая собой набор однотипных секций 4 из баллиститного топлива со семищелевым центральным каналом, на боковой поверхности которых выполнены семь продольных канавок равно удаленных друг от друга по окружности, смещенных относительно щелей на 25°43'. Канавки увеличивают боковую поверхность горения и, изменяя эпюру горения боковой поверхности, обеспечивают безостаточность сгорания заряда.In order to obtain the maximum effect when exposed to the oil and gas bearing formation, a solid fuel charge design is proposed (Fig. 2), which is a set of
Геометрические размеры канавок определяются графическим построением эпюры горения в зависимости от наружного диаметра и размеров щелей.The geometrical dimensions of the grooves are determined by the graphic construction of the burning curve, depending on the outer diameter and size of the slots.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлены эпюры горения секции заряда-прототипа и секции предлагаемого заряда соответственно. Наглядно показано преимущество предлагаемого заряда в части его безостаточного сгорания, а именно, площадь сечения догорающих остатков топлива 3 (фиг. 1) секции заряда-прототипа значительно превышает площадь сечения догорающих остатков топлива 5 (фиг. 2) секции предлагаемого заряда.In FIG. 1 and FIG. 2 presents the diagrams of the burning section of the charge of the prototype and the section of the proposed charge, respectively. The advantage of the proposed charge in terms of its residual combustion is clearly shown, namely, the cross-sectional area of the burning fuel residues 3 (Fig. 1) of the prototype charge section significantly exceeds the cross-sectional area of the burning fuel residues 5 (Fig. 2) of the proposed charge section.
Инициирование заряда производится при помощи воспламенителя 9 установленного в вершине щели одной или нескольких секций заряда 4 (фиг. 4), т.е. в зоне, имеющей наиболее развитую поверхность горения. При воспламенении канала секции 4 поток продуктов сгорания должен беспрепятственно продвигаться по каналу заряда, воспламеняя торцевые поверхности секций и их боковую поверхность. Для этого щели всех секций 4 должны быть строго сориентированы относительно друг друга, а между секциями 4 должен быть гарантированный зазор, что обеспечивается установкой между секциями 4 соединительных муфт-центраторов 6, имеющих наружный диаметр на 4-5 мм больше диаметра заряда (фиг. 3).The charge is initiated using the
Муфты-центраторы 6 исключают радиальное смещение секций относительно друг друга и препятствуют контакту заряда с обсадной колонной при его опускании в зону обработки, исключая вероятность его несанкционированного воспламенения. Одновременно муфты-центраторы 6 используются для совмещения щелей секций по длине заряда и сохранения гарантированного зазора между торцевыми поверхностями секций 4, для чего на внутренней поверхности муфт-центраторов 6 выполнено два ребра - радиальное ребро 7, разделяющее муфту-центратор 6 на две равные части, создающее необходимый зазор между торцами соединяемых секций 4, и продольное ребро 8, геометрические размеры которого соизмеримы с увеличенным диаметром одной из канавок каждой секции 4. Перед использованием заряд собирается на штанге 2, длина которой определена из расчета количества секций 4 с применением соединительных муфт-центраторов 6 (фиг. 3). При сборке заряда продольное ребро 8 муфт-центраторов 6 входит в соответствующею канавку соединяемых секций 4. Ориентация щелей секций относительно друг друга также влияет на безостаточность сгорания заряда, т.к. произвольное расположение щелей секций при их установке на штанге 2 изменяет условия воспламенения и сгорания каждой секции 4.Clutches-centralizers 6 eliminate the radial displacement of the sections relative to each other and prevent contact of the charge with the casing when it is lowered into the processing zone, eliminating the possibility of its unauthorized ignition. At the same time, the centralizers 6 are used to combine the slots of the sections along the length of the charge and maintain a guaranteed gap between the end surfaces of the
Обработку продуктивного пласта проводят при помощи предлагаемого заряда в следующем порядке: из скважин извлекают насосно-компрессорное оборудование, ранее определенное количество секций 4 заряда последовательно устанавливают с помощью муфт-центраторов 6 на пропускаемые через канал секций 4 стальную штангу 2, с последующим соединением штанги 2 с геофизическим кабелем. Провода воспламенителя присоединяют к проводам геофизического кабеля. После чего заряд на геофизическом кабеле опускают в район продуктивного пласта скважины и устанавливают в зоне перфорации колонны. Заряды воспламеняют подачей электрического импульса на воспламенитель. При сгорании заряда в замкнутом объеме скважины, ограниченном столбом скважинной жидкости и обсадной колонной, в зоне обработки создается высокое избыточное давление продуктов сгорания и высокая температура. Зная технические характеристики скважины и ее горно-геологические особенности, назначают расчетное количество секций заряда для получения избыточного давления, необходимого для разрыва пласта.The treatment of the reservoir is carried out using the proposed charge in the following order: pumping equipment is removed from the wells, the previously determined number of
Расчет давления производят по известному уравнению состояния продуктов сгорания:The calculation of pressure is carried out according to the well-known equation of state of the combustion products:
где W - объем, занимаемый продуктами сгорания;where W is the volume occupied by the products of combustion;
ωт - вес выгоревшего топлива;ω t is the weight of the burnt fuel;
R - газовая постоянная;R is the gas constant;
Т - температура продуктов сгорания;T is the temperature of the combustion products;
χ - тепловые потери;χ - heat loss;
Рг/ст - гидростатическое давление в зоне расположения заряда.R g / st - hydrostatic pressure in the area of the charge.
После разрыва пласта часть продуктов сгорания, имеющих высокую температуру, устремляются в продуктивный пласт - очистка пласта от асфальтно-смоло-парафиновых отложений (АСПО), оставшаяся в скважине часть продуктов сгорания поднимает столб скважинной жидкости - депрессия на пласт (очистка пласта). Столб жидкости возвращается в начальное положение, сжимая оставшиеся продукты сгорания и загоняя их в пласт - репрессия на пласт (очистка пласта). Репрессивно-депрессионное воздействие на пласт продолжается до момента, когда гидростатическое давление скважинной жидкости станет равным пластовому давлению.After the formation fracture, part of the combustion products having a high temperature rush into the productive formation - cleaning the formation from asphalt-resin-paraffin deposits (AFS), the remaining part of the combustion products in the well raises the column of the borehole fluid - depression on the formation (formation cleaning). The liquid column returns to its initial position, compressing the remaining combustion products and driving them into the reservoir - repression to the reservoir (cleaning the reservoir). The repressive and depressive effect on the formation continues until the hydrostatic pressure of the well fluid becomes equal to the formation pressure.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144135A RU2708134C1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Borehole gas generator charge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018144135A RU2708134C1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Borehole gas generator charge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2708134C1 true RU2708134C1 (en) | 2019-12-04 |
Family
ID=68836572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018144135A RU2708134C1 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Borehole gas generator charge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2708134C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6817298B1 (en) * | 2000-04-04 | 2004-11-16 | Geotec Inc. | Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization |
RU2260115C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-09-10 | Общество Ограниченной Ответственности Производственно Коммерческая Фирма "Транс-Евразия" (ООО ПКФ "Транс-Евразия") | Local hydraulic reservoir fracturing method |
RU2278253C2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-06-20 | Михаил Григорьевич Падерин | Uncased sectional charge to apply gas-hydraulic action to formation |
RU2287055C2 (en) * | 2005-01-24 | 2006-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Gas generator for well stimulation |
RU108797U1 (en) * | 2011-04-20 | 2011-09-27 | Олег Павлович Маковеев | PRESSURE GENERATOR |
RU117502U1 (en) * | 2012-03-20 | 2012-06-27 | Игорь Леонидович Воронов | BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING |
-
2018
- 2018-12-12 RU RU2018144135A patent/RU2708134C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6817298B1 (en) * | 2000-04-04 | 2004-11-16 | Geotec Inc. | Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization |
RU2260115C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-09-10 | Общество Ограниченной Ответственности Производственно Коммерческая Фирма "Транс-Евразия" (ООО ПКФ "Транс-Евразия") | Local hydraulic reservoir fracturing method |
RU2278253C2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-06-20 | Михаил Григорьевич Падерин | Uncased sectional charge to apply gas-hydraulic action to formation |
RU2287055C2 (en) * | 2005-01-24 | 2006-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) "Пермский завод им. С.М. Кирова" | Gas generator for well stimulation |
RU108797U1 (en) * | 2011-04-20 | 2011-09-27 | Олег Павлович Маковеев | PRESSURE GENERATOR |
RU117502U1 (en) * | 2012-03-20 | 2012-06-27 | Игорь Леонидович Воронов | BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2411353C2 (en) | Procedure for firing perforation holes in underground formation | |
US10184326B2 (en) | Perforating system for hydraulic fracturing operations | |
US20170167233A1 (en) | System and Method for Perforating a Wellbore | |
US10267127B2 (en) | EFP detonating cord | |
NO335560B1 (en) | Perforation gun assembly and method for increasing perforation depth | |
US9453402B1 (en) | Hydraulically-actuated propellant stimulation downhole tool | |
US20140096670A1 (en) | Perforating gun drop sub | |
US20150007994A1 (en) | Open Hole Casing Run Perforating Tool | |
US10597987B2 (en) | System and method for perforating a formation | |
RU111189U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
US9470079B1 (en) | High energy gas fracturing device | |
RU2708134C1 (en) | Borehole gas generator charge | |
RU2204706C1 (en) | Method of treatment of formation well zone and device for method embodiment | |
RU2242600C1 (en) | Gas generator on solid fuel for well | |
RU2597302C1 (en) | Universal solid-fuel well pressure generator | |
RU118350U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
RU108796U1 (en) | POWDER GENERATOR | |
RU106305U1 (en) | BREAK FOR HYDRAULIC BREAKING | |
RU108797U1 (en) | PRESSURE GENERATOR | |
SU933959A1 (en) | Gunpowder-type pressure generator for well | |
RU2010107457A (en) | ORE EXTRACTION USING EXPLOSION AND THERMAL CRUSHING | |
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 | |
RU2643838C1 (en) | Universal solid-fuel pressure generator | |
RU51397U1 (en) | DEVICE FOR SECONDARY OPENING WITH SIMULTANEOUS GAS-DYNAMIC PROCESSING OF THE FORM |