WO2008127147A1 - Well jet device for hydraulically fracturing and surveying wells - Google Patents
Well jet device for hydraulically fracturing and surveying wells Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008127147A1 WO2008127147A1 PCT/RU2007/000741 RU2007000741W WO2008127147A1 WO 2008127147 A1 WO2008127147 A1 WO 2008127147A1 RU 2007000741 W RU2007000741 W RU 2007000741W WO 2008127147 A1 WO2008127147 A1 WO 2008127147A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- channel
- jet pump
- well
- passage channel
- guide sleeve
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 17
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000011160 research Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/124—Adaptation of jet-pump systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/114—Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
- F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
- F04F5/46—Arrangements of nozzles
- F04F5/464—Arrangements of nozzles with inversion of the direction of flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
- F04F5/54—Installations characterised by use of jet pumps, e.g. combinations of two or more jet pumps of different type
Definitions
- the invention relates to the field of pumping technology, mainly to downhole jet installations for hydraulic fracturing, testing and research of wells.
- a well-known inkjet installation comprising a string of pipes with a jet pump and a packer with the possibility of pumping a liquid working medium through a jet pump (RU 2059891 Cl).
- This downhole jet installation allows pumping out various produced media, for example, oil, from a well while processing the produced medium and the borehole zone
- 25 channels for supplying the pumped medium of the jet pump is connected to the pipe string below the sealing unit, and the input of the channel for supplying the working medium to the active nozzle is connected to the space surrounding the tubing string, and several channels for supplying the pumped medium are made in the body of the jet pump ( RU 2106540 C1).
- the known installation allows for various technological operations in the well below the installation level of the jet pump, including by reducing the pressure drop above and below the sealing unit.
- the known installation does not allow full use of its capabilities, which is associated with the impossibility of maintaining depression on the reservoir with an idle jet pump, which does not allow to fully investigate the well.
- it is necessary to install a blocking insert in the jet pump body which is a rather time-consuming operation.
- the problem to which the present invention is directed is to prevent spontaneous overflow of an active working medium when the jet pump ceases to function and to maintain depression on the formation with the jet pump not working and to organize hydraulic fracturing without using additional equipment for the jet pump.
- the technical result is to increase the reliability and productivity of a well jet device during a well test and to optimize the sequence of actions when conducting a well research and test.
- the downhole jet installation comprises a jet pump and a packer mounted on the pipe string, moreover, an active nozzle and a mixing chamber with a diffuser are coaxially mounted in the jet pump housing, and also a step-down passage channel tapering from top to bottom with a seat between the steps, an inlet channel for pumping medium out of the well, communicated below the seat with a step-in passage channel, and an active working medium supply channel 5 communicated from the exit side with the active nozzle and from the entrance to him with the annular space of the pipe string, while the stepped passage channel is made coaxially with the pipe string and communicated with it, the channel for supplying the medium pumped out of the well and the channel for supplying the active working medium
- a non-return valve and an upward limiter for the shut-off element of the non-return valve for example, a ball relative to the seat of the non-return valve
- the downhole installation makes it possible to create a number of different depressions using a jet pump in the sub-packer zone of the well with a given pressure drop, and using a logging tool to record pressure, temperature and other physical parameters of the well and the medium pumped out of the well, and also record the reservoir pressure recovery curve in the under-packer space of the well without using a specially designed functional insert.
- a guide sleeve-separator is cantilevered.
- the location of the lower free end of the guide sleeve of the separator from the upper end of the stepped passage channel is directed at the same distance from 0.1 to 0.2 of the diameter of the upper end of the stepped passage channel, as well as the execution of the inner diameter of the guide sleeve of the separator component from 1, 1 to 1.2, the diameter of the upper end of the stepped passage channel and the width of the slit-like openings in the guide sleeve-separator is not greater than the distance between adjacent slit-like openings.
- hydraulic fracturing fluid contains proppant - refractory granular material in the form of balls with a diameter from 0.4 to 2.0 b mm
- proppant - refractory granular material in the form of balls with a diameter from 0.4 to 2.0 b mm
- Figure 1 presents a longitudinal section of a downhole jet unit during the injection into the formation of chemicals or hydraulic fracturing fluid.
- Figure 2 presents a longitudinal section of a downhole jet unit with a sealing assembly installed in a stepped passage channel during well research and testing.
- the proposed downhole jet installation comprises a jet pump 2 and a packer 3 mounted on a pipe string 1.
- An active nozzle 5 and a mixing chamber 6 with a diffuser 7 are coaxially mounted in the housing 4 of the jet pump 2, and a stepped passage channel 8, tapering from top to bottom, is made with seat 9 between the steps, the channel 10 for supplying a medium pumped out of the well, reported below the seat 9 with a step-through passage channel 8, and the channel 11 for supplying an active working medium, communicated from the outlet side with the active nozzle 5 and from the side of the entrance to it with the annulus 12 pipe string 1.
- the stepped passage channel 8 is made coaxially to the pipe string 1 and communicated with it.
- the channel 10 for supplying a medium pumped out from the well and the channel 11 for supplying an active working medium are each made with a check valve 13 and 14, respectively, and a limiter 15 and 16 for moving upward the shut-off element 17 and 18 of the check valve, respectively 13 and 14, for example, of a ball relative to seats 19 and 20 of their check valve 13 and 14.
- a sealing assembly 21 which is made in the form of a hollow stepped cylindrical body, in the cavity of which a sealing element 22 is located.
- the sealing element 22 has an axial channel 23 for passing a wireline cable 24 through it, on which a wireline tool 25 is suspended below the housing 4 of the jet pump 2 by means of a cable head 28.
- a cylindrical guide sleeve is installed above the stepped passage channel 8 coaxially to the last in the housing 4 of the jet pump 2 the separator 26, cantilevered to the upper end by means of a threaded connection in the upper part of the housing 4 of the jet pump 2.
- In the wall of the guide sleeve of the separator 26 are made longitudinal slit-like from verst 27.
- the lower free end of the guide sleeve of the separator 26 is located from the upper end of the stepped passage channel 8 at a distance S equal to 0.1 to 0.2 of the diameter D of the upper end step passage channel 8.
- the inner diameter d of the guide sleeve of the separator 26 is from 1.1 to 1.2 times the diameter D of the upper end of the step passage channel 8, and the width h of the slit-like holes 27 in the guide sleeve of the separator 26 is not greater than the distance H between adjacent slotted holes 27.
- Downhole jet installation operates as follows.
- the pipe string 1 is assembled by installing an jet pump 2 and a packer 3 on the pipe string 1.
- the assembly is lowered into the well and the packer 3 is unpacked, after which the fracturing fluid or acid solution is pumped through the pipe string 1 and the step passage channel 8 of the jet pump 2.
- the sealing assembly 21 is lowered into the well on the logging cable 24 with the logging device 25 fixed on the cable 24 by the cable head 28.
- the sealing unit 21 is installed on the seat 9 in the stepped passage channel 8 of the jet pump 2, and the logging device 25 is located in the zone of the reservoir (not shown).
- the background values of the rock physical fields along the wellbore, in particular thermal fields are recorded with a logging tool 25.
- a jet pump 2 by means of a jet pump 2, by supplying a pipe string 1 through the annular space 12 to the active nozzle 5 of the active working medium, a depression is created on the reservoir and thus the reservoir is drained by removing frac fluid with unsecured proppant or chemical reaction products of the formation by chemical agents, for example acid solution. Then, when the jet pump 2 is operating, the current values of the rock physical fields and the formation fluid entering the well are recorded, and the bottomhole pressure and well flow rate are recorded.
- the logging tool 25 is lowered to the bottom and the flow profile and physical parameters of the medium pumped out of the well are recorded while the jet pump 2 is operating, moreover, this registration is carried out several times with various depressions on the formation during the descent and raising of the logging tool 25, and the latter is moved along the well at different speeds. Then, the supply of the active working medium to the active nozzle 5 is abruptly stopped and, using a logging tool 25, the formation pressure recovery curve is recorded in the sub-packer space of the well.
- the logging tool 25 is removed from the well together with the sealing unit 21 and the pipe string 1 is lifted together with the jet pump 2.
- the present invention can be used in the oil and gas industry for well development after drilling or for logging in all types of wells.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
The inventive well jet device comprises a jet pump mounted on a pipe string and a packer. A step through channel,which is coaxial to the pipe string, and channels for supplying pumped out from the well and active media are made in the pump body. Each supply channel is provided with a check valve and a stop for limiting the motion of the closing unit thereof. The through channel is provided with a sealing unit in the form of a body with a sealing element having a channel for passing a logging cable. A guiding separation bush, which is cantilever fitted by the top end thereof to the top part of the pump body, is placed therein above the through channel. Longitudinal slotted holes are made in the wall of the separating bush. The ratio of dimensions and the relative position of the separation bush are disclosed. Said invention makes it possible to increase the reliability and the performance of the device while carrying out a well surveying process and to optimise the sequence of operations thereof.
Description
СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА И ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН Borehole Jetting Unit for Hydraulic Fracturing and Researches of Wells
Область примененияApplication area
5 Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным струйным установкам для гидроразрыва пласта, испытания и исследования скважин.5 The invention relates to the field of pumping technology, mainly to downhole jet installations for hydraulic fracturing, testing and research of wells.
Предшествующий уровень техники Известна скважинная струйная установка, содержащая колонну ю труб со струйным насосом и пакером с возможностью прокачки жидкой рабочей среды через струйный насос (RU 2059891 Cl).BACKGROUND OF THE INVENTION A well-known inkjet installation is known comprising a string of pipes with a jet pump and a packer with the possibility of pumping a liquid working medium through a jet pump (RU 2059891 Cl).
Данная скважинная струйная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например, нефти с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоныThis downhole jet installation allows pumping out various produced media, for example, oil, from a well while processing the produced medium and the borehole zone
15 пласта. Однако возможности проведения работ по исследованию скважины в этой установке ограничены, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.15 layers. However, the possibilities of conducting research on the well in this installation are limited, which in some cases narrows the scope of use of this installation.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка,Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a downhole jet installation,
20 содержащая колонну труб, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло с камерой смешения и выполнен проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла с осевым каналом, при этом выход струйного насоса подключен к колонне труб выше герметизирующего узла, вход20 containing a pipe string, a packer and a jet pump, in the housing of which an active nozzle with a mixing chamber is installed and a passage channel is made with a seat for installing a sealing unit with an axial channel, while the output of the jet pump is connected to a pipe string above the sealing unit, the input
25 канала для подвода откачиваемой среды струйного насоса подключен к колонне труб ниже герметизирующего узла, а вход канала подачи рабочей среды в активное сопло подключен к пространству, окружающему колонну насосно-компрессорных труб, и в корпусе струйного насоса выполнено несколько каналов подвода з о откачиваемой среды (RU 2106540 C1).
Известная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако известная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с невозможностью сохранения депрессии на пласт при неработающем струйном насосе, что не позволяет в полной мере провести исследование скважины. Кроме того, при проведении работ по гидроразрыву пласта необходимо устанавливать в корпусе струйного насоса блокирующую вставку, что является достаточно трудоемкой операцией.25 channels for supplying the pumped medium of the jet pump is connected to the pipe string below the sealing unit, and the input of the channel for supplying the working medium to the active nozzle is connected to the space surrounding the tubing string, and several channels for supplying the pumped medium are made in the body of the jet pump ( RU 2106540 C1). The known installation allows for various technological operations in the well below the installation level of the jet pump, including by reducing the pressure drop above and below the sealing unit. However, the known installation does not allow full use of its capabilities, which is associated with the impossibility of maintaining depression on the reservoir with an idle jet pump, which does not allow to fully investigate the well. In addition, when carrying out hydraulic fracturing, it is necessary to install a blocking insert in the jet pump body, which is a rather time-consuming operation.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является предотвращение самопроизвольного перетока активной рабочей среды при прекращении работы струйного насоса и поддержание депрессии на пласт при неработающем струйном насосе и организация работ по проведению гидроразрыва пласта без использования дополнительного оборудования для струйного насоса.The problem to which the present invention is directed is to prevent spontaneous overflow of an active working medium when the jet pump ceases to function and to maintain depression on the formation with the jet pump not working and to organize hydraulic fracturing without using additional equipment for the jet pump.
Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является повышение надежности и производительности работы скважинной струйной установки при проведении испытания скважины и оптимизация последовательности действий при проведении исследования и испытания скважины.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the reliability and productivity of a well jet device during a well test and to optimize the sequence of actions when conducting a well research and test.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка содержит смонтированный на колонне труб струйный насос и пакер, причем в корпусе струйного насоса соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены
сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, канал подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный ниже посадочного места со ступенчатым проходным каналом, и канал подвода активной рабочей 5 среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом и со стороны входа в него с затрубным пространством колонны труб, при этом ступенчатый проходной канал выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, канал подвода откачиваемой из скважины среды и канал подвода активной рабочей среды выполнены каждый со обратным клапаном и ограничителем перемещения вверх запорного органа обратного клапана, например, шарика относительно седла обратного клапана, в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который выполнен в виде полого ступенчатого цилиндрического корпуса, в полости5 которого размещен уплотнительный элемент, при этом в уплотнительном элементе выполнен осевой канал для пропуска через него каротажного кабеля, на котором посредством кабельной головки ниже корпуса струйного насоса подвешен каротажный прибор, над ступенчатым проходным каналом соосно последнему в корпусе о струйного насоса установлена цилиндрическая направляющая втулка- сепаратор, консольно закрепленная верхним концом посредством резьбового соединения в верхней части корпуса струйного насоса, в стенке направляющей втулки-сепаратора выполнены продольные щелевидные отверстия, при этом нижний свободный конец5 направляющей втулки-сепаратора расположен от верхнего торца ступенчатого проходного канала на расстоянии равном от 0,1 до 0,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала, внутренний диаметр направляющей втулки-сепаратора составляет от
1,1 до 1,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала, а ширина щелевидных отверстий в направляющей втулке-сепараторе не больше расстояния между соседними щелевидными отверстиями. Анализ различных конструкций показал, что надежность работы можно повысить путем увеличения функциональных возможностей установки при исследовании и испытании скважин.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the downhole jet installation comprises a jet pump and a packer mounted on the pipe string, moreover, an active nozzle and a mixing chamber with a diffuser are coaxially mounted in the jet pump housing, and also a step-down passage channel tapering from top to bottom with a seat between the steps, an inlet channel for pumping medium out of the well, communicated below the seat with a step-in passage channel, and an active working medium supply channel 5 communicated from the exit side with the active nozzle and from the entrance to him with the annular space of the pipe string, while the stepped passage channel is made coaxially with the pipe string and communicated with it, the channel for supplying the medium pumped out of the well and the channel for supplying the active working medium Each with a non-return valve and an upward limiter for the shut-off element of the non-return valve, for example, a ball relative to the seat of the non-return valve, it is possible to install a sealing unit in the stepped passage channel, which is made in the form of a hollow stepped cylindrical body, in the cavity 5 of which a sealing element is placed, while an axial channel is made for the sealing element for passing a wireline cable through it, on which by means of a cable head below the jet pump housing a logging tool is suspended, a cylindrical guide sleeve-separator is mounted coaxially to the last in the passageway channel coaxially to the last in the housing of the jet pump; the free end 5 of the guide sleeve of the separator is located from the upper end of the stepped passage channel at a distance equal to 0.1 to 0.2 dia tra upper end of the stepped passageway, the inner diameter of the guide bushing of the separator by 1.1 to 1.2 of the diameter of the upper end of the stepped passage channel, and the width of the slit-like openings in the guide sleeve-separator is not greater than the distance between adjacent slit-like openings. Analysis of various designs showed that the reliability can be improved by increasing the functionality of the installation in the study and testing of wells.
Было выявлено, что указанный выше набор элементов конструкции скважинной установки позволяет организовать такую последовательность действий, при которой наиболее эффективно используется оборудование, которое установлено на колонне труб при проведении каротажных работ по исследованию, испытанию и освоению продуктивных пластов горных пород. При этом созданы условия как для получения полной и достоверной информации о состоянии продуктивных пластов, так и для проведения обработки продуктивных пластов в ходе проведения исследования. Скважинная установка дает возможность создавать ряд различных депрессий с помощью струйного насоса в подпакерной зоне скважины с заданной величиной перепада давления, а с помощью каротажного прибора проводить регистрации давления, температуры и других физических параметров скважины и откачиваемой из скважины среды, также проводить регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины без использования специально для этого предназначенной функциональной вставки. Одновременно предоставляется возможность контролировать величину депрессии путем управления скоростью прокачки активной рабочей среды. При проведении испытания пластов можно регулировать режим откачки посредством изменения давления активной рабочей среды,
подаваемой в активное сопло струйного насоса. В то же время исключена возможность самопроизвольного перетока рабочей среды в подпакерную зону как при работающем, так и при неработающем струйном насосе. Кроме того, предоставляется возможность проводить гидроразрыв пласта без предварительной установки в струйном насосе каких-либо функциональных вставок и одновременно исключить перекос и застревание герметизирующего узла в корпусе струйного насоса при спуске герметизирующего узла и его установке на посадочное место в ступенчатом проходном канале.It was revealed that the above set of structural elements of the well installation allows you to organize a sequence of actions in which the equipment that is installed on the pipe string when carrying out well logging to study, test and develop productive rock formations is most effectively used. At the same time, conditions have been created both for obtaining complete and reliable information about the state of productive formations, and for conducting processing of productive formations during the study. The downhole installation makes it possible to create a number of different depressions using a jet pump in the sub-packer zone of the well with a given pressure drop, and using a logging tool to record pressure, temperature and other physical parameters of the well and the medium pumped out of the well, and also record the reservoir pressure recovery curve in the under-packer space of the well without using a specially designed functional insert. At the same time, it is possible to control the magnitude of depression by controlling the rate of pumping of the active working medium. During the formation test, it is possible to adjust the pumping mode by changing the pressure of the active medium, fed into the active nozzle of the jet pump. At the same time, the possibility of spontaneous overflow of the working medium into the under-packer zone is excluded both with the working and non-working jet pump. In addition, it is possible to carry out hydraulic fracturing without first installing any functional inserts in the jet pump and at the same time eliminate the misalignment and jamming of the sealing assembly in the jet pump housing when lowering the sealing assembly and installing it on the seat in the stepped passage channel.
Для этого в корпусе струйного насоса соосно колонне труб над ступенчатым проходным каналом консольно установлена направляющая втулка-сепаратор. В результате при подаче в пласт жидкости гидроразрыва предотвращается попадание в сопло и камеру смешения с диффузором каких-либо крупных механических примесей жидкости гидроразрыва, а, следовательно, исключается возможность повреждения камеры смешения с диффузором и сопла струйного насоса. На это же направлено расположение нижнего свободного конца направляющей втулки-сепаратора от верхнего торца ступенчатого проходного канала на расстоянии равном от 0,1 до 0,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала, а также выполнение внутреннего диаметра направляющей втулки- сепаратора составляющим от 1,1 до 1,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала и ширины щелевидных отверстий в направляющей втулке-сепараторе не больше расстояния между соседними щелевидными отверстиями. Принимая во внимание, что жидкость гидроразрыва содержит пропант - огнеупорный гранулообразный материал в виде шариков диаметром от 0,4 до 2,0
б мм, было установлено, что при указанных выше соотношениях размеров для различных типоразмеров струйных насосов удается, с одной стороны, предотвратить попадание пропанта в проточную часть сопла и камеры смешения с диффузором, а, с другой стороны, не создавать на выходе из диффузора значительного гидравлического сопротивления, которое нарушило бы работу струйного насоса и потребовало бы значительных затрат энергии на преодоление этого гидравлического сопротивления.For this, in the jet pump housing coaxially to the pipe string above the stepped passage channel, a guide sleeve-separator is cantilevered. As a result, when large fractions of the hydraulic fracturing fluid get into the nozzle and the mixing chamber with the diffuser, any large mechanical impurities of the hydraulic fracturing fluid are prevented from entering the formation, and, therefore, the possibility of damage to the mixing chamber with the diffuser and the jet pump nozzle is eliminated. The location of the lower free end of the guide sleeve of the separator from the upper end of the stepped passage channel is directed at the same distance from 0.1 to 0.2 of the diameter of the upper end of the stepped passage channel, as well as the execution of the inner diameter of the guide sleeve of the separator component from 1, 1 to 1.2, the diameter of the upper end of the stepped passage channel and the width of the slit-like openings in the guide sleeve-separator is not greater than the distance between adjacent slit-like openings. Taking into account that hydraulic fracturing fluid contains proppant - refractory granular material in the form of balls with a diameter from 0.4 to 2.0 b mm, it was found that with the above size ratios for various sizes of jet pumps it is possible, on the one hand, to prevent proppant from entering the flow part of the nozzle and the mixing chamber with a diffuser, and, on the other hand, not to create a significant hydraulic resistance, which would disrupt the operation of the jet pump and would require a significant expenditure of energy to overcome this hydraulic resistance.
В результате достигается интенсификация работ по исследованию, испытанию и освоению скважин, что позволяет проводить качественное исследование и испытание скважин после бурения и при капитальном ремонте, а также подготовку скважины к эксплуатации с проведением всестороннего исследования и испытания в различных режимах и за счет этого повышение надежности работы установки.As a result, intensification of work on research, testing and development of wells is achieved, which allows for high-quality research and testing of wells after drilling and during overhaul, as well as preparation of the well for operation with comprehensive research and testing in various modes, and thereby increasing the reliability of work installation.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при закачке в пласт химических реагентов или жидкости гидроразрыва. На фиг.2 представлен продольный разрез скважинной струйной установки с установленным в ступенчатом проходном канале герметизирующим узлом при проведении исследования и испытания скважины.Figure 1 presents a longitudinal section of a downhole jet unit during the injection into the formation of chemicals or hydraulic fracturing fluid. Figure 2 presents a longitudinal section of a downhole jet unit with a sealing assembly installed in a stepped passage channel during well research and testing.
Лучший вариант осуществления изобретения Предлагаемая скважинная струйная установка содержит смонтированный на колонне труб 1 струйный насос 2 и пакер 3. В корпусе 4 струйного насоса 2 соосно установлены активное сопло 5 и камера 6 смешения с диффузором 7, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал 8 с посадочным местом 9
между ступенями, канал 10 подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный ниже посадочного места 9 со ступенчатым проходным каналом 8, и канал 11 подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом 5 и со стороны входа в него с затрубным пространством 12 колонны труб 1. Ступенчатый проходной канал 8 выполнен соосно колонне труб 1 и сообщен с ней. Канал 10 подвода откачиваемой из скважины среды и канал 11 подвода активной рабочей среды выполнены каждый с обратным клапаном, соответственно, 13 и 14 и ограничителем 15 и 16 перемещения вверх запорного органа 17 и 18 обратного клапана, соответственно, 13 и 14, например, шарика относительно седла 19 и 20 своего обратного клапана 13 и 14. В ступенчатом проходном канале 8 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 21, который выполнен в виде полого ступенчатого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент 22. В уплотнительном элементе 22 выполнен осевой канал 23 для пропуска через него каротажного кабеля 24, на котором посредством кабельной головки 28 ниже корпуса 4 струйного насоса 2 подвешен каротажный прибор 25. Над ступенчатым проходным каналом 8 соосно последнему в корпусе 4 струйного насоса 2 установлена цилиндрическая направляющая втулка-сепаратор 26, консольно закрепленная верхним концом посредством резьбового соединения в верхней части корпуса 4 струйного насоса 2. В стенке направляющей втулки-сепаратора 26 выполнены продольные щелевидные отверстия 27. Нижний свободный конец направляющей втулки-сепаратора 26 расположен от верхнего торца ступенчатого проходного канала 8 на расстоянии S равном от 0,1 до 0,2 величины диаметра D верхнего торца
ступенчатого проходного канала 8. Внутренний диаметр d направляющей втулки-сепаратора 26 составляет от 1,1 до 1,2 величины диаметра D верхнего торца ступенчатого проходного канала 8, а ширина h щелевидных отверстий 27 в направляющей втулке- сепараторе 26 не больше расстояния H между соседними щелевидными отверстиями 27.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The proposed downhole jet installation comprises a jet pump 2 and a packer 3 mounted on a pipe string 1. An active nozzle 5 and a mixing chamber 6 with a diffuser 7 are coaxially mounted in the housing 4 of the jet pump 2, and a stepped passage channel 8, tapering from top to bottom, is made with seat 9 between the steps, the channel 10 for supplying a medium pumped out of the well, reported below the seat 9 with a step-through passage channel 8, and the channel 11 for supplying an active working medium, communicated from the outlet side with the active nozzle 5 and from the side of the entrance to it with the annulus 12 pipe string 1. The stepped passage channel 8 is made coaxially to the pipe string 1 and communicated with it. The channel 10 for supplying a medium pumped out from the well and the channel 11 for supplying an active working medium are each made with a check valve 13 and 14, respectively, and a limiter 15 and 16 for moving upward the shut-off element 17 and 18 of the check valve, respectively 13 and 14, for example, of a ball relative to seats 19 and 20 of their check valve 13 and 14. In the stepped passage channel 8, it is possible to install a sealing assembly 21, which is made in the form of a hollow stepped cylindrical body, in the cavity of which a sealing element 22 is located. the sealing element 22 has an axial channel 23 for passing a wireline cable 24 through it, on which a wireline tool 25 is suspended below the housing 4 of the jet pump 2 by means of a cable head 28. A cylindrical guide sleeve is installed above the stepped passage channel 8 coaxially to the last in the housing 4 of the jet pump 2 the separator 26, cantilevered to the upper end by means of a threaded connection in the upper part of the housing 4 of the jet pump 2. In the wall of the guide sleeve of the separator 26 are made longitudinal slit-like from verst 27. The lower free end of the guide sleeve of the separator 26 is located from the upper end of the stepped passage channel 8 at a distance S equal to 0.1 to 0.2 of the diameter D of the upper end step passage channel 8. The inner diameter d of the guide sleeve of the separator 26 is from 1.1 to 1.2 times the diameter D of the upper end of the step passage channel 8, and the width h of the slit-like holes 27 in the guide sleeve of the separator 26 is not greater than the distance H between adjacent slotted holes 27.
Скважинная струйная установка работает следующим образом. Проводят сборку колонны труб 1 путем установки на колонне труб 1 струйного насоса 2 и пакера 3. Проводят спуск сборки в скважину и распакеровку пакера 3, после чего проводят закачку через колонну труб 1 и ступенчатый проходной канал 8 струйного насоса 2 жидкости гидроразрыва или кислотного раствора. Затем спускают в скважину на каротажном кабеле 24 герметизирующий узел 21 с закрепленным на кабеле 24 посредством кабельной головки 28 каротажным прибором 25. Герметизирующий узел 21 устанавливают на посадочное место 9 в ступенчатом проходном канале 8 струйного насоса 2, а каротажный прибор 25 располагают в зоне продуктивного пласта (не показан). В ходе спуска регистрируют каротажным прибором 25 фоновые значения физических полей горных пород вдоль ствола скважины, в частности, тепловые поля. Далее струйным насосом 2 путем подачи по затрубному пространству 12 колонны труб 1 в активное сопло 5 активной рабочей среды создают депрессию на продуктивный пласт и таким образом дренируют продуктивный пласт, удаляя из него жидкость гидроразрыва с незакрепленным пропантом или продукты реакции химической обработки пласта химическими реагентами, например, кислотным
раствором. Затем при работающем струйном насосе 2 проводят регистрацию текущих значений физических полей горных пород и поступающего в скважину пластового флюида, а также регистрируют забойное давление и дебит скважины. Затем спускают каротажный прибор 25 до забоя и регистрируют при работающем струйном насосе 2 профиль притока и физические параметры откачиваемой из скважины среды, причем указанную регистрацию проводят несколько раз при различных депрессиях на пласт, в ходе спуска и подъема каротажного прибора 25, а последний перемещают вдоль скважины с разной скоростью. Затем резко прекращают подачу активной рабочей среды в активное сопло 5 и с помощью каротажного прибора 25 проводят регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины.Downhole jet installation operates as follows. The pipe string 1 is assembled by installing an jet pump 2 and a packer 3 on the pipe string 1. The assembly is lowered into the well and the packer 3 is unpacked, after which the fracturing fluid or acid solution is pumped through the pipe string 1 and the step passage channel 8 of the jet pump 2. Then the sealing assembly 21 is lowered into the well on the logging cable 24 with the logging device 25 fixed on the cable 24 by the cable head 28. The sealing unit 21 is installed on the seat 9 in the stepped passage channel 8 of the jet pump 2, and the logging device 25 is located in the zone of the reservoir (not shown). During the descent, the background values of the rock physical fields along the wellbore, in particular thermal fields, are recorded with a logging tool 25. Then, by means of a jet pump 2, by supplying a pipe string 1 through the annular space 12 to the active nozzle 5 of the active working medium, a depression is created on the reservoir and thus the reservoir is drained by removing frac fluid with unsecured proppant or chemical reaction products of the formation by chemical agents, for example acid solution. Then, when the jet pump 2 is operating, the current values of the rock physical fields and the formation fluid entering the well are recorded, and the bottomhole pressure and well flow rate are recorded. Then the logging tool 25 is lowered to the bottom and the flow profile and physical parameters of the medium pumped out of the well are recorded while the jet pump 2 is operating, moreover, this registration is carried out several times with various depressions on the formation during the descent and raising of the logging tool 25, and the latter is moved along the well at different speeds. Then, the supply of the active working medium to the active nozzle 5 is abruptly stopped and, using a logging tool 25, the formation pressure recovery curve is recorded in the sub-packer space of the well.
По окончании работ извлекают из скважины каротажный прибор 25 вместе с герметизирующим узлом 21 и производят подъем колонны труб 1 вместе со струйным насосом 2.At the end of the work, the logging tool 25 is removed from the well together with the sealing unit 21 and the pipe string 1 is lifted together with the jet pump 2.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при освоении скважин после бурения или при каротажных работах во всех типах скважин.
The present invention can be used in the oil and gas industry for well development after drilling or for logging in all types of wells.
Claims
Формула изобретенияClaim
Скважинная струйная установка, содержащая смонтированный на колонне труб струйный насос и пакер, причем в корпусе струйного насоса соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, канал подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный ниже посадочного места со ступенчатым проходным каналом, и канал подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом и со стороны входа в него с затрубным пространством колонны труб, при этом ступенчатый проходной канал выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, канал подвода откачиваемой из скважины среды и канал подвода активной рабочей среды выполнены каждый с обратным клапаном и ограничителем перемещения вверх запорного органа обратного клапана, например, шарика относительно седла обратного клапана, в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который выполнен в виде полого ступенчатого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент, при этом в уплотнительном элементе выполнен осевой канал для пропуска через него каротажного кабеля, на котором посредством кабельной головки ниже корпуса струйного насоса подвешен каротажный прибор, над ступенчатым проходным каналом соосно последнему в корпусе струйного насоса установлена цилиндрическая направляющая втулка-сепаратор, консольно закрепленная верхним концом посредством резьбового соединения в
верхней части корпуса струйного насоса, в стенке направляющей втулки-сепаратора выполнены продольные щелевидные отверстия, при этом нижний свободный конец направляющей втулки-сепаратора расположен от верхнего торца ступенчатого проходного канала на расстоянии равном от 0,1 до 0,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала, внутренний диаметр направляющей втулки-сепаратора составляет от 1,1 до 1,2 величины диаметра верхнего торца ступенчатого проходного канала, а ширина щелевидных отверстий в направляющей втулке-сепараторе не больше расстояния между соседними щелевидными отверстиями.
A downhole jet installation comprising a jet pump and a packer mounted on a pipe string, wherein an active nozzle and a mixing chamber with a diffuser are coaxially mounted in the jet pump housing, and a step-by-step passage channel tapering from top to bottom with a seat between the steps and an inlet channel for pumping medium out of the well , communicated below the seat with a stepped passage channel, and the channel for supplying an active working medium, communicated from the exit side with the active nozzle and from the entrance to it from pipe space of the pipe string, wherein the stepped passage channel is made coaxially with the pipe string and connected with it, the channel for supplying the medium pumped out of the well and the channel for supplying the active working medium are each made with a check valve and an upstream stop valve for the check valve, for example, a ball relative to the seat check valve, in the stepped passage channel, it is possible to install a sealing unit, which is made in the form of a hollow stepped cylindrical body, in the cavity A sealing element is placed, and an axial channel is made in the sealing element for passing a wireline through it, on which a wireline tool is suspended by means of a cable head below the jet pump housing, a cylindrical guide sleeve-separator is installed coaxially to the last in the jet pump housing, cantilevered to the upper end by means of a threaded connection in longitudinal slit-shaped holes are made in the wall of the jet pump housing, in the wall of the guide sleeve of the separator, while the lower free end of the guide sleeve of the separator is located from the upper end of the stepped passage channel at a distance of 0.1 to 0.2 of the diameter of the upper end of the stepped passage channel, the inner diameter of the guide sleeve of the separator is from 1.1 to 1.2 the diameter of the upper end of the stepped passage channel, and the width of the slit-like holes in the guide sleeve is sep Rhatore not greater than the distance between adjacent slotted.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113619/06A RU2329409C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Well-deep jet unit for hydraulic formation fracturing and well analysis |
| RU2007113619 | 2007-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008127147A1 true WO2008127147A1 (en) | 2008-10-23 |
Family
ID=39809210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2007/000741 WO2008127147A1 (en) | 2007-04-12 | 2007-12-27 | Well jet device for hydraulically fracturing and surveying wells |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2329409C1 (en) |
| WO (1) | WO2008127147A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473821C1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-01-27 | Зиновий Дмитриевич Хоминец | Borehole jetting unit for hydrofrac and well tests |
| CN103032061B (en) * | 2012-12-14 | 2015-08-19 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Wellhead detection method for oil pipe sealing quality |
| CN110284858B (en) * | 2019-06-26 | 2021-08-06 | 大港油田集团有限责任公司 | Tubing string for viscosity reduction and fracturing or acidizing of thickened oil of bidirectional jet pump and combined operation process thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059891C1 (en) * | 1989-06-14 | 1996-05-10 | Зиновий Дмитриевич Хоминец | Borehole jet set |
| RU2106540C1 (en) * | 1997-03-14 | 1998-03-10 | Зиновий Дмитриевич Хоминец | Well jet pumping unit |
| RU2160364C1 (en) * | 1999-08-20 | 2000-12-10 | Открытое акционерное общество "Технологии оптимизации нефтедобычи" | Process to run in, to examine wells and to intensify oil and gas influxes and gear to realize it |
| US20040071557A1 (en) * | 2001-04-05 | 2004-04-15 | Khomynets Zinoviy Dmitrievich | Well jet device |
-
2007
- 2007-04-12 RU RU2007113619/06A patent/RU2329409C1/en not_active IP Right Cessation
- 2007-12-27 WO PCT/RU2007/000741 patent/WO2008127147A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059891C1 (en) * | 1989-06-14 | 1996-05-10 | Зиновий Дмитриевич Хоминец | Borehole jet set |
| RU2106540C1 (en) * | 1997-03-14 | 1998-03-10 | Зиновий Дмитриевич Хоминец | Well jet pumping unit |
| RU2160364C1 (en) * | 1999-08-20 | 2000-12-10 | Открытое акционерное общество "Технологии оптимизации нефтедобычи" | Process to run in, to examine wells and to intensify oil and gas influxes and gear to realize it |
| US20040071557A1 (en) * | 2001-04-05 | 2004-04-15 | Khomynets Zinoviy Dmitrievich | Well jet device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2329409C1 (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2341692C1 (en) | Well jet facility for hydro-break-up of reservoir and reserch of horizontal wells and method of this facility employment | |
| RU2334131C1 (en) | Well jet unit "эмпи-угис-(31-40)ш" | |
| WO2009157812A1 (en) | Well jet device for logging and developing horizontal wells with abnormally low formation pressure | |
| WO2007149008A1 (en) | Method for operating a well jet device at a hydraulic fracturing of multilayer hydrocarbon reservoirs | |
| RU2188342C1 (en) | Method of operation of well jet plant at testing and completion of wells, and well jet plant | |
| WO2008127147A1 (en) | Well jet device for hydraulically fracturing and surveying wells | |
| RU2334130C1 (en) | Well jet unit "эмпи-угис-(11-20)дш" and method of its operation | |
| RU2303171C1 (en) | Well jet plant for logging operations and method for operating the same | |
| WO2008066412A1 (en) | Well jet device logging and testing horizontal wells | |
| WO2007126331A1 (en) | Method for operating a jet device for developing and operating oil- and-gas wells | |
| RU2324079C1 (en) | Blast-hole fluidic unit on flexible plain pipe for horizontal well investigation | |
| RU2329410C1 (en) | "эмпи-угис-(31-40)д" deep-well jet pump unit | |
| RU2397375C1 (en) | Downhole spray unit кэу-12 for logging and development of horizontal wells | |
| RU2239730C1 (en) | Oil-well jet plant for logging horizontal wells and method of its operation | |
| RU2282760C1 (en) | Oil-well jet pump and method of its operation | |
| RU2332592C1 (en) | Horizontal well jet acidising and analysing plant | |
| RU2362914C2 (en) | Facility for treatment and survey of wells | |
| RU2263236C1 (en) | Method of and plant for operating jet unit at hydraulic fracturing of formation | |
| RU2315208C1 (en) | Oil-well jet plant for logging operations at abnormally low formation pressure and method of its operation | |
| RU2320899C1 (en) | Oil well jet plant | |
| WO2010014029A1 (en) | Well jet device | |
| RU2320900C1 (en) | Oil well jet plant | |
| RU2280787C1 (en) | Oil-well pump and method of its operation | |
| RU2300671C1 (en) | Well jet device for horizontal wells and method for operating said device | |
| RU2205992C1 (en) | Oil-well jet plant for hydraulic fracturing of formation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07866966 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07866966 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |