UA121789C2

UA121789C2 - METHOD OF WELL OPERATION

Info

Publication number: UA121789C2
Application number: UAA201805454A
Authority: UA
Inventors: Ольга Миколаївна Сизоненко
Original assignee: Інститут Імпульсних Процесів І Технологій Нан України
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-07-27

Abstract

Згідно зі способом підйом пластових флюїдів на поверхню здійснюють газами, які виділені з нафти при її розгазуванні електричними розрядами між електродам. Попередньо на нафтовий пласт свердловини діють циклічним знакозмінним навантаженням ударними хвилями, які генеруються при високовольтному імпульсному електричному розряді між електродами в рідині з енергією в імпульсі 1000-3000 Дж та частоті прямування імпульсів 0,1-1 Гц. Розгазування нафти здійснюють високовольтними імпульсними електричними розрядами між електродами в рідині з енергією в імпульсі 450-1350 Дж та частоті прямування імпульсів 4-10 Гц, не утворюючи між електродами каналу наскрізної провідності. Досягається збільшення притоку нафти в свердловину та підвищення ефективності її підйому на поверхню.According to the method, formation fluids are raised to the surface by gases that are separated from oil during its degassing by electric discharges between electrodes. In advance, the wells act on the oil layer with a cyclic alternating load of shock waves, which are generated during a high-voltage pulse electric discharge between the electrodes in the liquid with an energy in the pulse of 1000-3000 J and a frequency of the pulses of 0.1-1 Hz. Oil degassing is carried out by high-voltage pulsed electrical discharges between electrodes in the liquid with pulse energy of 450-1350 J and a frequency of pulses of 4-10 Hz, without forming a through-conduction channel between the electrodes. An increase in the flow of oil into the well and an increase in the efficiency of its lifting to the surface is achieved.

Description

Винахід належить до видобутку нафти та може бути використаний в свердловинах при їх експлуатації.The invention relates to oil production and can be used in wells during their operation.

Відомий спосіб експлуатації свердловин, в якому підйом свердловинної рідини по колоні насосно-компресорних труб виконують вуглецевоводневим газом, стиснутим до тиску 4-10 МПа (див. В.И. Щуров / Технология и техника добьчи нефти. Москва. "Недра". 1983. стр. 298).There is a well-known way of operating wells, in which the lifting of well fluid through a column of pump-compressor pipes is carried out with hydrocarbon gas compressed to a pressure of 4-10 MPa (see V.I. Shchurov / Technology and technology of oil extraction. Moscow. "Nedra". 1983. page 298).

Ознаками, які збігаються з ознаками способу, що заявляється, є такі: підйом свердловинної рідини по колоні насосно-компресорних труб здійснюють газами.The signs that coincide with the signs of the claimed method are as follows: the rise of the well fluid along the column of pump-compressor pipes is carried out by gases.

До причин, які перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести те, що необхідно здійснювати ізолювання газоносного горизонту від нафтового пласта одним чи двома пакерами (зверху та знизу), а газ вводять у труби через штуцерний пристрій, що додає складності у процесі газліфта.The reasons that prevent the expected technical result from being obtained include the fact that it is necessary to isolate the gas-bearing horizon from the oil layer with one or two packers (above and below), and gas is injected into the pipes through a fitting device, which adds complexity to the gas lift process.

Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу, що заявляється, є "Спосіб експлуатації свердловин" (ас. СРСР Мо 635225, МПК Е21В 43/00 (2000.01), опубл. 30.11.1978), за яким здійснюють підйом свердловинної рідини по колоні насосно-компресорних труб шляхом її аерування, що здійснюють при короткому замиканні між електродами, встановленими на кінці колони насосно-компресорних труб.The closest in terms of features to the claimed invention is the "Method of well exploitation" (Association of the USSR Mo 635225, IPC E21B 43/00 (2000.01), publ. 11/30/1978), according to which well fluid is lifted through the pumping column compressor pipes by aerating them, which is carried out with a short circuit between the electrodes installed at the end of the column of pump-compressor pipes.

Ознаками, які збігаються з ознаками способу, що заявляється, є такі: здійснюють підйом пластових флюїдів на поверхню газами, які виділяються з нафти при її розгазуванні електричними розрядами між електродами.The features that coincide with the features of the claimed method are as follows: the reservoir fluids are lifted to the surface by gases released from the oil during its degassing by electric discharges between the electrodes.

До причин, які перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести те, що спосіб недостатньо ефективний через малий вихід газу, так як поверхня стикання свердловинної рідини із зоною, в якій її можливо розкласти - це зона замикання електродів. Ця зона займає в об'ємі свердловини 0,001 частину і реакційний об'єм її настільки малий, що кількість виділеного газу не зможе здійснити підйом нафти з глибоких свердловин.The reasons that prevent the expected technical result from being obtained include the fact that the method is not efficient enough due to a small gas output, since the contact surface of the well fluid with the zone in which it can be decomposed is the electrode closing zone. This zone occupies 0.001 part of the volume of the well and its reaction volume is so small that the amount of released gas will not be able to raise oil from deep wells.

В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу вдосконалення способу експлуатації свердловин шляхом введення нових операцій, що дозволить створити умови для безперервного переміщення нафти із застійних зон і каналів у зони активного дренування та збільшити швидкість і кількість виділення газу з нафти в процесі її розгазування, і за рахунок цього збільшити приток нафти в свердловину та підвищити ефективність її підйому наThe basis of the claimed invention is the task of improving the method of operating wells by introducing new operations, which will create conditions for the continuous movement of oil from stagnant zones and channels to zones of active drainage and increase the speed and amount of gas release from oil in the process of its degassing, and due to this, increase the flow of oil into the well and increase the efficiency of its ascent

Зо поверхню.From the surface.

Суть винаходу, що заявляється, полягає в тому, що у способі експлуатації свердловин, за яким здійснюють підйом пластових флюїдів на поверхню газами, виділеними з нафти при її розгазуванні електричними розрядами між електродами, згідно з винаходом, попередньо на нафтовий пласт свердловини діють циклічним знакозмінним навантаженням ударними хвилями, які генеруються при високовольтному імпульсному електричному розряді між електродами в рідині з енергією в імпульсі 1000-3000 Дж та частоті прямування імпульсів 0,1-1 Гц, а розгазування нафти здійснюють високовольтними імпульсними електричними розрядами між електродами в рідині з енергією в імпульсі 450-1350 Дж та частоті прямування імпульсів 4-10 Гу, не утворюючи між електродами каналу наскрізної провідності.The essence of the claimed invention is that in the method of operating wells, according to which reservoir fluids are lifted to the surface by gases released from oil during its degassing by electric discharges between electrodes, according to the invention, the wells first act on the oil layer with a cyclic alternating load by shock waves, which are generated by a high-voltage pulsed electric discharge between electrodes in a liquid with a pulse energy of 1000-3000 J and a frequency of pulses of 0.1-1 Hz, and oil degassing is carried out by high-voltage pulsed electric discharges between electrodes in a liquid with a pulse energy of 450 -1350 J and a frequency of 4-10 Gu pulses, without forming a through-conduction channel between the electrodes.

Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між ознаками способу, який заявляється, і технічним результатом, що досягається, необхідно відзначити таке.Revealing the cause-and-effect relationship between the features of the claimed method and the technical result achieved, it is necessary to note the following.

Ознаки "попередньо на нафтовий пласт свердловини діють циклічним знакозмінним навантаженням ударними хвилями, які генеруються при високовольтному імпульсному електричному розряді між електродами в рідині з енергією в імпульсі 1000-3000 Дж та частоті прямування імпульсів 0,1-14 Гц" дозволяють створити умови для безперервного переміщення нафти із застійних зон і каналів в зони активного дренування.The signs "preliminarily the oil layer of the well is subjected to a cyclic load of alternating signs by shock waves, which are generated during a high-voltage pulsed electric discharge between electrodes in a liquid with an energy in a pulse of 1000-3000 J and a frequency of pulses of 0.1-14 Hz" allow to create conditions for continuous movement oil from stagnant zones and channels to zones of active drainage.

Ознаки "розгазування нафти здійснюють високовольтними імпульсними електричними розрядами між електродами в рідині з енергією в імпульсі 450-1350 Дж та частоті прямування імпульсів 4-10 Гу, не утворюючи між електродами каналу наскрізної провідності" дозволяють збільшити швидкість та кількість виділення газу з нафти в процесі її розгазування.The signs of "oil degassing is carried out by high-voltage pulsed electrical discharges between electrodes in the liquid with pulse energy of 450-1350 J and a frequency of pulses of 4-10 Hu, without forming a through-conduction channel between the electrodes" make it possible to increase the speed and amount of gas release from oil in the process of degassing

Таким чином, спосіб дозволяє, з одного боку, створити умови для безперервного переміщення нафти із застійних зон і каналів в зони активного дренування через перепади тиску між різними нафтонасиченими та заводненими зонами та шарами, а з другого, збільшити швидкість та кількість виділення газу з нафти в процесі її розгазування, для здійснення процесу ліфтирування продукції свердловин, за рахунок цього підвищується ефективність способу експлуатації свердловин.Thus, the method allows, on the one hand, to create conditions for the continuous movement of oil from stagnant zones and channels to zones of active drainage due to pressure differences between different oil-saturated and flooded zones and layers, and on the other hand, to increase the rate and amount of gas release from oil in the process of its degassing, for carrying out the process of lifting the production of wells, due to this, the efficiency of the method of operating wells increases.

Спосіб здійснюють таким чином.The method is carried out as follows.

Попередньо на нафтовий пласт свердловини, з метою його збудження, діють циклічним знакозмінним навантаженням ударними хвилями, які генеруються при високовольтному бо імпульсному електричному розряді між електродами в рідині з енергією в імпульсі 1000-3000 Дж та частоті прямування імпульсів 0,1-14 Гц. Циклічне знакозмінне навантаження ударними хвилями на неоднорідний, нерівномірно заводнений пласт приводить до того, що перепади тиску між різними нафтонасиченими та заводненими зонами та шарами, між різними каналами і потоками рідини будуть поперемінно змінюватись за величиною і напрямком. Внаслідок цього складаються умови для безперервного переміщення нафти із застійних зон і каналів в зони активного дренування. Збудження пласта здійснюють до моменту накопичення стовпа рідини у підйомних трубах. Енергія в імпульсі 1000 Дж -мінімальна енергія, достатня для утворення тріщин у пласті, а енергія 3000 Дж - максимальна, яка забезпечує цілісність цементного кільця.In advance, in order to excite the well, the oil layer is subjected to a cyclic alternating load with shock waves, which are generated by a high-voltage or pulsed electric discharge between the electrodes in the liquid with an energy in the pulse of 1000-3000 J and a pulse frequency of 0.1-14 Hz. Cyclic alternating-sign loading of shock waves on a heterogeneous, unevenly flooded formation leads to the fact that pressure drops between different oil-saturated and flooded zones and layers, between different channels and fluid flows will alternate in magnitude and direction. As a result, conditions are created for the continuous movement of oil from stagnation zones and channels to zones of active drainage. Excitation of the reservoir is carried out until the liquid column accumulates in the riser pipes. Energy in a pulse of 1000 J is the minimum energy sufficient to form cracks in the formation, and 3000 J is the maximum energy that ensures the integrity of the cement ring.

В цьому діапазоні ступінь розкриття тріщин достатньо великий, а частинки, що утворилися, малі. Частота прямування імпульсів вибирається залежно від характеристик пласта та в'язкості нафти. Так зниження частоти нижче 0,1 Гц призведе до зниження ефективності процесу, а збільшення вище за 1 Гц недоцільно, так як на цьому рівні процес стабілізується. Потім здійснюють ліфтирування продукції свердловин за рахунок розгазування нафти плазмовим каналом, сформованим високовольтним електричним розрядом без генерації ударних хвиль. У результаті протікання струму швидко та інтенсивно нагрівається об'єм рідини, що знаходиться між електродами. При дії високовольтних електричних розрядів на нафту, молекули її зазнають глибоких змін: дегідруються, крекіруються та інше. Це зумовлено тим, що в імпульсних розрядах, разом з чисто електричною активацією молекул, значну роль має термічна активація.In this range, the degree of crack opening is large enough, and the formed particles are small. The pulse routing frequency is selected depending on the reservoir characteristics and oil viscosity. Thus, reducing the frequency below 0.1 Hz will lead to a decrease in the efficiency of the process, and an increase above 1 Hz is impractical, since the process stabilizes at this level. Then, well products are lifted due to degassing of oil through a plasma channel formed by a high-voltage electric discharge without generating shock waves. As a result of the flow of current, the volume of liquid located between the electrodes is quickly and intensively heated. When high-voltage electric discharges act on oil, its molecules undergo profound changes: they dehydrogenate, crack, etc. This is due to the fact that thermal activation plays a significant role in pulsed discharges, along with purely electrical activation of molecules.

При збільшенні частоти слідування імпульсів пробій міжелектродного проміжку відбувається по продуктах розкладання нафти, тому збільшується концентрація водню у газі та частка енергії, витраченої на хімічну реакцію. При збільшенні енергії в імпульсі пропорційно збільшується швидкість виділення газу. Газ, який виділяється з нафти в процесі здійснення високовольтних електричних розрядів, піднімає нафту на поверхню. При цьому швидкість виділення і кількість газу регулюються енергією в імпульсі 450-1350 Дж та частотою прямування імпульсів 4-10 Гц.When the pulse tracking frequency increases, the breakdown of the interelectrode gap occurs due to the products of oil decomposition, therefore, the concentration of hydrogen in the gas and the share of energy spent on the chemical reaction increase. As the energy in the pulse increases, the rate of gas release increases proportionally. The gas released from the oil during high-voltage electrical discharges lifts the oil to the surface. At the same time, the rate of release and the amount of gas are regulated by the energy in the pulse of 450-1350 J and the frequency of the pulses of 4-10 Hz.

Зниження енергії в імпульсі менше 450 Дж призведе до зниження газовиділення до рівня, недостатнього для підйому нафти. Збільшення енергії в імпульсі більше 1350 Дж недоцільно через те, що на цьому рівні енергії газовиділення стабілізується.Decreasing the energy in the pulse below 450 J will reduce the gas release to a level insufficient to lift the oil. Increasing the energy in the pulse to more than 1350 J is impractical due to the fact that gas evolution stabilizes at this energy level.

Таким чином, використання способу експлуатації свердловин дозволить створити умови для безперервного переміщення нафти із застійних зон і каналів у зони активного дренування таThus, the use of the method of operating wells will create conditions for the continuous movement of oil from stagnant zones and channels to zones of active drainage and

Зо збільшити швидкість і кількість виділення газу з нафти в процесі її розгазування, і за рахунок цього збільшити приплив нафти в свердловину та підвищити ефективність її підйому на поверхню.To increase the speed and amount of gas release from oil in the process of its degassing, and due to this increase the flow of oil into the well and increase the efficiency of its rise to the surface.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION

The method of operation of wells, according to which formation fluids are raised to the surface by gases that are separated from oil during its degassing by electric discharges between electrodes, which is distinguished by the fact that the wells first act on the oil layer with a cyclic alternating load of shock waves generated by high-voltage pulsed electric discharge between electrodes in a liquid with pulse energy of 1,000-3,000 J and a frequency of pulses of 0.1-1 Hz, and oil degassing is carried out by high-voltage pulsed electrical discharges between electrodes in a liquid with pulse energy of 450-1,350 J and a pulse frequency of 4- 10 Hz, without forming a through-conduction channel between the electrodes.