UA136848U

UA136848U - METHOD OF GAS PULSE TREATMENT OF OIL AND GEOTECHNICAL WELLS

Info

Publication number: UA136848U
Application number: UAU201902503U
Authority: UA
Inventors: Володимир Олександрович Поляковський; Сергій Васильович Микуляк; Тетяна Степанівна Поляковська
Original assignee: Інститут Геофізики Ім. С.І. Субботіна Національної Академії Наук України
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2019-09-10

Abstract

Спосіб газоімпульсної обробки нафтових та геотехнічних свердловин, що включає зарядку газоімпульсного пристрою сумішшю ацетилену та кисню, спуск його на рівень продуктивного горизонту та ініціювання газової суміші, згідно з корисною моделлю створюється регульоване нерівномірне багаторазове навантаження порід продуктивного горизонту імпульсами тиску з амплітудою 20-4000 атм та частотою, близькою до резонансних характеристик зони продуктивного пласта.A method of gas-pulse treatment of oil and geotechnical wells, including charging a gas-pulse device with a mixture of acetylene and oxygen, lowering it to the level of the productive horizon and initiating a gas mixture, according to the utility model. frequency close to the resonant characteristics of the reservoir zone.

Description

Корисна модель належить до експлуатації нафтових та геотехнічних водозабірних свердловин та призначена для підвищення їх продуктивності.The useful model belongs to the operation of oil and geotechnical water intake wells and is intended to increase their productivity.

Відомий спосіб вибухової обробки привибійної зони нафтогазоносного пласта, який грунтується на послідовному підриванні зарядів вибухової речовини у режимі короткосповільненого вибуху із затримкою у часі одного заряду відносно іншого |1). Недоліком такого способу є те, що в результаті підривання зарядів вибухової речовини в нафтовій свердловині в зоні її обробки призводять до деформування свердловинної труби ("роздування")There is a known method of explosive treatment of the near-outbreak zone of an oil and gas reservoir, which is based on the sequential detonation of charges of an explosive substance in the mode of a short-delayed explosion with a time delay of one charge relative to another |1). The disadvantage of this method is that as a result of the detonation of explosive charges in the oil well in the area of its processing, they lead to deformation of the well pipe ("blowing").

ІІ, що в свою чергу порушує цементний камінь свердловини, а саме, його подрібнення. При цьому знижується приток нафти в приймальну частину свердловини і тим самим її продуктивність. Крім того, спосіб неможливо застосувати в випадку, коли продуктивний горизонт складають м'які породи. В цьому випадку використання способу призведе до руйнування приймальної частини свердловини, що обмежує область його застосування.II, which in turn breaks the cement stone of the well, namely, its grinding. At the same time, the inflow of oil into the receiving part of the well and thus its productivity decreases. In addition, the method cannot be applied in the case when the productive horizon consists of soft rocks. In this case, the use of the method will lead to the destruction of the receiving part of the well, which limits the scope of its application.

Також відомий імпульсний спосіб інтенсифікації видобутку нафти, який грунтується на обробці привибійної зони пласта електричними розрядами (|З)Ї. Недоліком такого Способу є недостатнє зростання продуктивності видобувних свердловин та в недовгочасній його дії.There is also a well-known pulsed method of intensification of oil production, which is based on the treatment of the near-bore zone of the reservoir with electrical discharges (|Ж)І. The disadvantage of this Method is the insufficient increase in productivity of production wells and its short-term effect.

Як найближчий аналог вибрано спосіб пневмоіїмпульсної обробки нафтових та геотехнічних свердловин |І4Ї, який грунтується на опусканні в свердловину пневмоснаряду, попередньо зарядженого газом високого тиску. Із опущеного пристрою в зоні продуктивного пласта проводять вихлопи газу, частотою та тривалістю яких управляють з поверхні землі. Недоліком відомого способу є те, що при використанні високого тиску для оброблення нафтових свердловин пневмоснаряд буде мати значні габарити, що пов'язано із забезпеченням його міцності. Проте, в залежності від продуктивності видобувних нафтових свердловин діаметр експлуатаційної колони може становити від 114,3 мм до 193,7 мм. Із-за значних габаритів для забезпечення високих енергій обробки використання способу не ефективне при обробці свердловин малих діаметрів, що обмежує область його використання. При відновленні водозабірних свердловин недоліком способу є те, що потужні гідропотоки, які утворюються при витіканні стисненого повітря через клапан пневмоснаряду мають місце для великих інтервалів часу і тому можуть бути причиною деформування фільтрів, які експлуатуються більш ніж п'ять років.As the closest analogue, the method of pneumoimpulse treatment of oil and geotechnical wells |I4І was chosen, which is based on lowering a pneumatic projectile pre-charged with high-pressure gas into the well. Gas emissions are conducted from the lowered device in the zone of the productive layer, the frequency and duration of which are controlled from the surface of the earth. The disadvantage of the known method is that when high pressure is used for processing oil wells, the pneumatic projectile will have significant dimensions, which is related to ensuring its strength. However, depending on the productivity of the production oil wells, the diameter of the production column can be from 114.3 mm to 193.7 mm. Due to the large dimensions to ensure high processing energies, the use of the method is not effective when processing wells of small diameters, which limits the scope of its use. When rehabilitating water intake wells, the disadvantage of the method is that powerful hydraulic flows, which are formed when compressed air flows out through the valve of the pneumatic projectile, take place for long time intervals and therefore can be the cause of deformation of filters that have been in operation for more than five years.

Зо В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності процесу обробки нафтових та геотехнічних свердловин за рахунок створення регульованого багаторазового нерівномірного навантаження в зоні залягання продуктивного пласта та збільшення енергії обробки. Крім того пристрій повинен виключити можливість пошкодження приймальної частини свердловини.З The useful model is based on the task of increasing the efficiency of the oil and geotechnical well treatment process due to the creation of a regulated multiple uneven load in the area of the productive layer and increasing the treatment energy. In addition, the device must exclude the possibility of damage to the receiving part of the well.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі газоїмпульсної обробки нафтових та геотехнічних свердловин, що включає підривання газоїмпульсного пристрою з вікнами, рівномірно розташованими на його бічній поверхні, на рівні продуктивного горизонту, причому відстань між перетинами, в яких розташовані вікна пристрою, вибирають такими, щоб частота послідовності імпульсів обробки була близька до резонансних характеристик порід продуктивного горизонту. Крім того, відбувається очистка перфораційних отворів свердловини відпрацьованими газами високого тиску та розрідженням, що утворюються за фронтом ударної хвилі.The problem is solved by the fact that in the method of gas-impulse processing of oil and geotechnical wells, which includes blowing up a gas-impulse device with windows evenly located on its side surface, at the level of the productive horizon, and the distance between the intersections in which the windows of the device are located is chosen such that the frequency of the processing pulse sequence was close to the resonance characteristics of the rocks of the productive horizon. In addition, the perforation holes of the well are cleaned with spent high-pressure gases and rarefaction formed behind the shock wave front.

Очікуваним від застосування способу технічним результатом є наведення додаткової тріщинуватості в ближній зоні продуктивного горизонту, що створюється вибуховим навантаженням та очистка від кольматуючих відкладень приймальної частини свердловини.The technical result expected from the application of the method is the introduction of additional fracturing in the near zone of the productive horizon, which is created by the explosive load, and the cleaning of the clogging deposits of the receiving part of the well.

Суть корисної моделі пояснює креслення, де показаний газоїмпульсний пристрій, який забезпечує використання запропонованого способу.The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows the gas-impulse device that ensures the use of the proposed method.

Газоїмпульсний пристрій являє собою металевий корпус, що включає в себе секції з вікнами - 1 та секції-подовжувачі - 2, суцільні трубчасті діафрагми - 3, що встановлюються в порожнину секцій з вікнами та ущільнюються на краях секції, штуцер для заправки газами - 4, ініціювальний пристрій - 5 та балони з киснем і ацетиленом, забезпечені редукторами та шлангами. В залежності від концентрації суміші ацетилену та кисню максимальне значення тиску на фронті ударної хвилі в околі вікна пристрою при стабільній детонації та відсутності пластичних деформацій газоїмпульсного пристрою може становити від 20 атм до 4000 атм, що значно перевищує значення імпульсу тиску, який утворюється при використанні пневмоїмпульсних методів.The gas impulse device is a metal case that includes sections with windows - 1 and extension sections - 2, solid tubular diaphragms - 3, which are installed in the cavity of sections with windows and sealed at the edges of the section, a fitting for filling with gases - 4, an initiating device - 5 and cylinders with oxygen and acetylene, equipped with reducers and hoses. Depending on the concentration of the mixture of acetylene and oxygen, the maximum pressure value at the front of the shock wave in the vicinity of the window of the device with stable detonation and the absence of plastic deformations of the gas-impulse device can be from 20 atm to 4000 atm, which significantly exceeds the value of the pressure pulse that is formed when using pneumatic-impulse methods .

Корисна модель здійснюється наступним чином. В залежності від характеристик порід продуктивного горизонту визначається довжина секцій подовжувачів, які забезпечують необхідну частоту імпульсів обробки свердловини. На поверхні землі проводиться збірка бо газоїмпульсного пристрою. При цьому на вікна встановлюються діафрагми, після чого внутрішня порожнина через штуцер заповнюється сумішшю ацетилену та кисню. Далі на геофізичному кабелі - 6 пристрій опускають на рівень продуктивного горизонту нафтової свердловини, або на рівень фільтра при використанні газоїімпульсного пристрою для відновлення промислових водозабірних свердловин. Після цього проводиться підривання газової суміші. В результаті детонації суміші газів створюється багаторазове імпульсне навантаження на приймальну частину свердловини та породи продуктивного горизонту.A useful model is implemented as follows. Depending on the characteristics of the rocks of the productive horizon, the length of the extension sections is determined, which provide the necessary frequency of well processing pulses. A gas-impulse device is being assembled on the surface of the earth. At the same time, diaphragms are installed on the windows, after which the internal cavity is filled with a mixture of acetylene and oxygen through the fitting. Next, on the geophysical cable - 6, the device is lowered to the level of the productive horizon of the oil well, or to the level of the filter when using a gas-impulse device for the restoration of industrial water intake wells. After that, the gas mixture is detonated. As a result of the detonation of the gas mixture, a multiple impulse load is created on the receiving part of the well and the rocks of the productive horizon.

Для відновлення промислових водозабірних свердловин в залежності від типу фільтра та тривалості його експлуатації визначається процентний вміст ацетилену та кисню, якими заповнюють газовий пристрій. Споряджений пристрій на геофізичному кабелі опускають в зону обробки свердловини - приймальну частину свердловини, і проводять детонування робочої суміші газів. Поширюючись вздовж пристрою, ударна хвиля, руйнує встановлені на вікна пристрою мембрани і в поперечних перетинах газоїмпульсного пристрою формуються навантаження, які відрізняються у часі дії і створюють нерівномірне імпульсне навантаження.For the restoration of industrial water intake wells, depending on the type of filter and the duration of its operation, the percentage of acetylene and oxygen used to fill the gas device is determined. The equipped device on the geophysical cable is lowered into the well treatment zone - the receiving part of the well, and detonation of the working gas mixture is carried out. Spreading along the device, the shock wave destroys the membranes installed on the windows of the device and loads are formed in the cross-sections of the gas-impulse device, which differ in the time of action and create an uneven impulse load.

Це призводить до інтенсивного руйнування кольматанту на поверхні фільтра та наведення тріщин в гравійній обсипці, що покращує приток води в свердловину. За фронтом ударної хвилі утворюється тривале розрідження |5)Ї, яке очищає фільтр від кольматуючих відкладень.This leads to the intense destruction of colmatant on the surface of the filter and the introduction of cracks in the gravel fill, which improves the inflow of water into the well. Behind the front of the shock wave, a long rarefaction |5)Ї is formed, which cleans the filter from clogging deposits.

Амплітуда навантаження на фільтр не повинна перевищити межу міцності матеріалу, із якого він виготовлений, і тим самим призвести до його деформування.The amplitude of the load on the filter should not exceed the strength limit of the material from which it is made, and thereby lead to its deformation.

Після завершення оброблення приймальної частини водозабірної свердловини виконуються роботи по вилученню із свердловини зруйнованого кольматанту та дрібнодисперсних відкладень.After finishing the processing of the receiving part of the water intake well, work is carried out to remove the destroyed colmatant and fine sediments from the well.

Технічний результат від застосування корисної моделі при обробці нафтових та геотехнічних свердловин досягається регульованим нерівномірним багаторазовим навантаженням приймальної частини свердловини та продуктивного горизонту, інтенсивним руйнуванням кольматуючих відкладень, розущільненням ближньої зони навколосвердловинного простору та очистка приймальної частини свердловини від кольматуючих відкладень.The technical result of the application of a useful model in the treatment of oil and geotechnical wells is achieved by adjustable uneven multiple loading of the receiving part of the well and the productive horizon, intensive destruction of clogging sediments, loosening of the near zone of the well space and cleaning of the receiving part of the well from clogging sediments.

Результати випробовування пристрою на промислових водозабірних свердловинах показали, що їх дебіт після обробки відновлюється до початкового значення.The results of testing the device on industrial water intake wells showed that their flow after treatment is restored to the initial value.

Джерела інформації:Sources:

Зо 1. Патент на корисну модель Ме100470 "Спосіб вибухової обробки привибійної зони нафтогазоносного пласта" // Нагорний В.П., Денисюк І.І. Опубліковано 27.07.2015, Бюл. Мо 14. 2. Ловля С.А., Горбенко Л.А., Каплан Б.Л. Прострелочньсєе и взрьівнье работьї в скважинах,Zo 1. Patent for utility model Me100470 "Method of explosive treatment of the near-outbreak zone of an oil and gas reservoir" // Nagornyi V.P., Denisyuk I.I. Published on 27.07.2015, Bull. Mo. 14. 2. Lovlya S.A., Horbenko L.A., Kaplan B.L. Drilling and blasting work in wells,

М., 1972.Moscow, 1972.

З. Прострелочньюе и взрьвнье работьі в скважинах / Н.Г. Григорян, С.А. Ловля, Г.Г.Z. Prostrelochnyue and blasting work in wells / N.G. Hryhoryan, S.A. Lovlya, H.G.

Шахназаров, и др.-М.: Недра, 1992. - С. 247-252. 4. Способ пневмоимпульсной обработки глубоких нефтяньїх и геотехнических скважин.Shakhnazarov, et al. - Moscow: Nedra, 1992. - P. 247-252. 4. Method of pneumatic pulse treatment of deep oil and geotechnical wells.

Патент Мо 2012779 МКЕ Е21В 37/08 /Яковлев В.Т. Опубл.15.05.1994. - Бюл. Мо 9. 5. Щелкин К.И. Трошин Я.К. Газодинамика горения. Издательство академии наук СССР, -Patent No. 2012779 MKE E21B 37/08 / Yakovlev V.T. Published on May 15, 1994. - Bull. Mo. 9. 5. Shchelkin K.I. Troshin Ya.K. Gas dynamics of combustion. Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, -

Москва, 1963.Moscow, 1963.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of gas-impulse processing of oil and geotechnical wells, which includes charging the gas-impulse device with a mixture of acetylene and oxygen, lowering it to the level of productive

45 horizon and the initiation of a gas mixture, which is characterized by the fact that they create a regulated uneven multiple load of the rocks of the productive horizon with pressure pulses with an amplitude of 20-4000 atm and a frequency close to the resonance characteristics of the zone of the productive reservoir.