WO2013005082A1 - Aparato y metodo para mejorar la producci0n de petroleo mediante la generacion de ondas de choque - Google Patents
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- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
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Definitions
- This attachment has a sonic pressure wave generator, which produces waves of a special character in the liquid column.
- the sonic pressure waves are transmitted through the flexible production tube, through the liquid column, to the pumping assembly for operation and are reflected by the pumping assembly back through the flexible production tube, so that they push the liquid in the same direction of return allowing its extraction.
- the equipment consists of the flexible production tube, a rotating reel attached to it and a pressure wave generator with reciprocating pistons, which has a central recess. The reel unwinds the production tube towards the oil and retracts in the opposite direction.
- a pump at the end of the tube receives the pressure waves and reflects them back by dragging the oil outwards.
- the equipment also has a pressure wave intensifier / induction unit, between the end of the tube and the pump, to increase the speed of the pressure waves and direct them to the pump.
- This system is used in oil wells with very low output capacity or in intermittently used water wells.
- U.S. Patent No. 4,679,627 teaches a process for recovering oil from flooded wells. In these wells the injection of a water insoluble gas is performed, forming a top layer of gas and generating pressure waves to release the oil fluids.
- the method of recovering oil fluids from an underground reservoir comprises the steps of: injection into the reservoir of a gas substantially insoluble in water, to create a layer of gas that forces oil and water to the bottom of the reservoir; Subsequently, the generation and routing of pressure waves (1 to 50,000 clicks / second) is made in the reservoir, to release the retained fluids in it, and finally, the production of oil fluids released through a communicated well With the reservoir.
- production is stopped and additional steps are taken to release additional fluids existing in the reservoir. These steps may include: injection of hydrocarbon solvents, an aqueous solution rich in sodium ion, or a detergent solution, with or without generating additional pressure waves.
- this patent indicates that the process of generating pressure waves can be carried out through the controlled release of the gas through the well so that the fluid begins to rise, and a sudden process of closing the gas release valve in the collection well, or through a special equipment for generating pressure waves, such as barium titanate crystals for fixed and magnorestrictive frequencies, among others.
- United States patent application No. US2009 / 0200019 proposes an apparatus for generating seismic acoustic waves to stimulate the recovery of oil inside reservoirs with wells.
- This equipment has a cover that passes through the well, where the pressure of a pump is transferred to release waves of seismic energy in the fluid surrounding the apparatus.
- Different systems and methods for generating seismic sound waves and more particularly, a source of electro-hydraulic seismic pressure waves to improve oil recovery are described.
- the apparatus has an elongated cylindrical cover capable of passing through the well.
- the pump pressure is stored inside an accumulator and subsequently transferred to be released as a wave of seismic energy in the fluid around the apparatus.
- the cylindrical cover has a smaller radius than the internal diameter of the well.
- An energy transfer section includes a pressure transfer valve, a motor and a rotor that has inlet and outlet ports.
- it also relates a method of generating pressure waves within the saturated oil stratum and the apparatus for generating the acoustic waves in the medium, to stimulate recovery within the oil reservoir.
- the vibration of the rock formation of the reservoir is a technical data that facilitates the improved recovery of oil by reducing the capillary forces, reducing the adhesion between the rocks and the fluid and causing the coalescence of the oil droplets. so that they flow into the water flow.
- the well stimulation system increases the pressure and improves the flow of oil inside the deck.
- the wave pulse generator can be controlled in a synchronized manner to give a wide range of waves and thus maximize the energy transferred within the oil stratum.
- the present invention relates to an apparatus for improving and stimulating oil production, both in new wells and in wells that were believed depleted due to their characteristics.
- the apparatus of the invention stimulates the well by varying the pressure at the head thereof, which generates shock waves at the bottom of the well, which stimulate the flow of oil to the well from which it is extracted by a pump located in the bottom of it.
- the apparatus of the present invention is modular and easy to install, it does not require inserting elements into the well and does not affect the integrity of the formation, since pressure variations are not transmitted through the walls of the well but are directly exerted on the liquid at the bottom of the formation.
- the apparatus for generating pressure pulses in oil wells comprises: 1 - A manifold (1) consisting of:
- One or more control valves (2) to allow the exit of gas from the well
- one or more non-return valves (6) to prevent the return of gas to the well or the passage of fluids to the system
- One or more sources of pressurized gas supply (1 1) comprising one or more compressors (12) or one or more lines of pressurized gas (13) that transport natural gas from other nearby wells, coupled to one or more gas supply tanks (14) or one or more cargo tanks (15), which can be filled with air by the compressor, or inert gases or natural gas from an external source, and are connected to one or more more control valves (16), three or more regulating valves (17, 18, 19), and one or more non-return valves (20)
- the pressure control system (8) comprises:
- the three-way valve (7) has an outlet line (A) that feeds the instrument gas system (10), and an outlet line (B) that feeds the control system (8).
- This device is mounted on a base support (not shown) and is installed directly in the wellhead, without the need to insert any type of mechanism into the well or modify the structure of the well.
- the present invention also relates to a method for improving oil production by means of pressure waves produced by variations in the gas pressure inside the well, which consists of the following steps:
- control valve (2) Open the control valve (2) to allow the gas to flow from the well until the gas pressure inside the well has dropped to a maximum of 690 KPa, preferably 520 KPa, and more preferably 340 KPa.
- control valve (2) and pressurize the well again by injecting gas at a speed of at least 142 m 3 / day, preferably 425 m 3 / day, and more preferably 850 m 3 / day per day until the height the level of fluid on a pump located at the bottom of the well is at least 30 m, preferably 60 m, more preferably 120 m.
- 4- Open the control valve (2) to allow the gas to flow from the well until the gas pressure inside the well has dropped to a maximum of 690 KPa, preferably 520 KPa, and more preferably 340 KPa.
- Figure 1 A shows a general arrangement of the apparatus of the present invention when it is powered by an external gas source, using a compressor.
- Figure 1 B shows a general arrangement of the apparatus of the present invention when it is fed by natural gas from another well.
- Figure 1 C shows a general arrangement of the apparatus of the present invention when it is fed by the natural gas generated by the same well.
- FIG. 2 shows the control system (8) that allows generating the shock waves together with the instrument gas system (10) that controls the operation of the control systems
- the apparatus of the present invention comprises a base to which a manifold is attached to a manifold (1) comprising one or more control valves (2) to allow the exit and entry of gas to and from the well, three or more regulating valves (3, 4, 5), which are used to control the passage of gas through the control valve (2), in cases where it is necessary to replace or maintain said valve.
- the manifold (1) also comprises one or more non-return valves (6), which prevent the return of gas to the well or the passage of fluids to the system, one or more three-way valves (7) connected to a pressure control system (8), a pressure gauge (9) and the instrumentation gas system (10).
- the three-way valve (7) comprises two outlet lines, a line (A) that feeds the instrument gas system (10) and another line (B) that feeds the pressure control systems (8).
- the pressure control system (8) receives gas from the three-way valve (7) via a second line (B) and from the instrument gas system (10), comprises two or more proportional type controllers (21, 22 ), one or more on / off controllers (23), one or more timers (24), one or more three-way pressure switches (25), two or more needle valves (26, 27) and two or plus non-return valves (28, 29).
- Proportional type controllers (21, 22) are the first controllers of a redundant control system to determine the point at which the passage of gas into the well should be allowed, in order to pressurize it, the moment at which Open the control valve (2) to allow gas to flow from the well and the point where the pressure drop is necessary and the control valve (2) must be closed again.
- the on / off controllers (23) are the second controllers of said redundant control system, incorporated in order to ensure that the opening pressure of the control valve (2) is always the same.
- the on / off type controllers (23) operate based on the maximum time it takes for the well to reach the target pressure and what is sought with the combination of these two types of controllers is to ensure that the generated shock wave has a frequency constant and fixed to maximize its effect.
- the 3-way pressure switches (25) are used to control the opening and closing speed of the control valve (2). The purpose of these switches is to ensure that the control valve (2) opens as quickly as possible to generate the pressure drop resulting in the shock wave, but closes gradually to prevent a sudden rise in pressure neutralize the effect of pressure drop.
- the needle valves (26, 27) are those that control the closing speed of the control valve (2) once the pressure drop inside the well has been generated.
- Timers (24) and non-return valves (28, 29) are safety systems to counteract any failure that occurs in the system, to release pressure in an emergency and to prevent gas from being returned by the system or enter liquids into it.
- the instrument gas system (10) consists of one or more pressure regulators (30, 31), one or more gas drying equipment (32) and one or more filters (33).
- the instrument gas system works with the gas used to increase the well pressure.
- the instrument gas system (10) takes the gas directly from the three-way valve (7) through the first line (A), reduces its pressure, dries it to prevent water from reaching the controls and filters it to remove impurities.
- the present invention also relates to a process for generating shock waves at the bottom of an oil production well.
- the process consists in increasing the gas pressure around the annulus of the well, injecting gas at a speed of at least 142 m 3 / day, preferably 425 m 3 / day, and more preferably 850 m 3 / day until the level height of fluid on a pump located at the bottom of the well is a minimum of 30 m, preferably 60 m and more preferably 120 m.
- control valve (2) is opened to allow gas to flow from the well until the gas pressure inside the well falls to a maximum of 690 KPa, preferably 520 KPa, and more preferably 340 KPa.
- the process of opening the control valve is carried out by using two types of controllers, one of proportional type (21, 22) and one of the on / off type (23). These switches measure the pressure inside the well and send a signal to the switch (25), which opens the control valve (2) allowing gas to escape from the well.
- the switch (25) begins to close the control valve (2) gradually by means of the needle valve (26).
- the control valve (2) is closed and the well is again pressurized by injecting gas again at a speed of at least 142 m 3 / day, preferably 425 m 3 / day, and more preferably 850 m 3 / day per day until the
- the height of the fluid level on a pump located at the bottom of the well is again at least 30 m, preferably 60 m and more preferably 120 m.
- the control system (8) reopens the control valve (2) allowing gas to flow out of the well until the gas pressure inside the well falls again maximum 690 KPa, preferably 520 KPa, and more preferably 340 KPa.
- the gas injected into the well is a gas that comes from an external source and is compressed by a compressor. Said gas is selected from the group of air and non-oxidizing gases such as nitrogen, carbon dioxide, natural gas and others.
- the gas injected into the well is natural gas from another well, which is transported directly to the system through a gas pipeline.
- the gas used is natural gas produced by the well itself. In the latter case, where the same well provides the gas, the process consists of closing the well's outlet valve, causing the pressure inside it to gradually increase.
- the theoretical principle on which the present application is based, without wishing to abide by any particular theory, is to increase the flow of oil to the producing well by generating a wave of specific characteristics that displaces the existing water in the upper part of the formation and facilitates the flow of oil to the surface. This is achieved by generating shock waves with a specific frequency, which is inherent in each formation.
- the pressure variations in the annulus of the well, generated by opening and closing the control valve (2) move downwards, towards the surface of the fluid, where they are transformed into shock waves. These shock waves are natural to the formation and vary from one well to another.
Abstract
La presente invención se relaciona con un sistema y un método para mejorar la producción de petróleo empleando ondas de choque generadas por variaciones de presión al interior del pozo de producción.
Description
APARATO Y METODO PARA MEJORAR LA PRODUCCIÓN DE PETROLEO MEDIANTE LA GENERACION DE ONDAS DE CHOQUE
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En el campo de la explotación de petróleo existen muchas técnicas para estimular las formaciones que contienen el petróleo e incrementar la productividad incluso de los pozos que se considerarían agotados. Entre estos mecanismos podemos encontrar, particularmente, los que emplean la presión como un método para estimular el flujo del petróleo que se encuentra dentro de la formación geológica.
Dichos métodos de estimulación por presión lo que buscan es, mediante cambios de presión al interior del pozo de producción, incrementar el flujo de petróleo para que éste pueda ser extraído de la formación. En la actualidad existen muchas formas de generar cambios de presión al interior de la formación, como por ejemplo empleando ondas sónicas, sísmicas, electromagnéticas o inyectando gas a presión dentro del pozo. Entre los sistemas del estado del arte que emplean variaciones en la presión para extraer el petróleo de la formación encontramos la patente de Estados Unidos No. US 4.460.320, la cual divulga un equipo para un proceso de bombeo de un pozo de agua o petróleo, que genera ondas de presión sónicas superficiales e incluye un ensamblaje de bombeo extensible. Esta bomba tiene un mecanismo para controlar el movimiento de un tubo flexible de producción y un ensamblaje de bombeo, que está dentro y fuera del líquido que se desea bombear. Este aditamento posee un generador de ondas de presión sónica, el cual produce ondas de un carácter especial en la columna del líquido. Las ondas de presión sónica son transmitidas a través del tubo de producción flexible, por la columna de líquido, al ensamblaje de bombeo para la operación y son reflejadas por el ensamblaje de bombeo de vuelta a través del tubo de producción flexible, de forma que empujan el líquido en la misma dirección de vuelta permitiendo su extracción. El equipo está compuesto por el tubo de producción flexible, un carrete giratorio unido a él y un generador de ondas de presión con pistones reciprocantes, el cual tiene un receso central. El carrete desenvuelve el tubo de producción hacia el petróleo y se retrae en la dirección opuesta. Una bomba al final del tubo recibe las ondas de presión y las refleja de vuelta arrastrando el petróleo hacia el exterior. El equipo también cuenta con un intensificador de ondas de presión/unidad de inducción, entre el final del tubo y la bomba, para incrementar la velocidad de las ondas de presión y dirigirlas a la bomba. Este sistema se usa en pozos de petróleo de muy baja capacidad de salida o en pozos de agua usados intermitentemente.
Por su parte, la patente de Estados Unidos No. 4.679.627 enseña un proceso para la recuperación de petróleo de pozos inundados. En estos pozos se realiza la inyección de un gas insoluble en agua, formando una capa superior de gas y generando ondas de presión para liberar los fluidos de petróleo. El método de recuperación de fluidos de petróleo desde un reservorio subterráneo comprende los pasos de: inyección dentro del reservorio de un gas sustancialmente insoluble en agua, para crear una capa de gas que fuerce el petróleo y el agua hacia el fondo del reservorio; posteriormente, se hace la generación y direccionamiento de las ondas de presión (1 a 50000 cliclos/segundo) en el reservorio, para liberar los fluidos retenidos en él, y finalmente, la producción de los fluidos de petróleo liberados a través de un pozo comunicado con el reservorio. En versiones alternas de la invención, la producción es detenida y se realizan pasos adicionales para liberar fluidos adicionales existentes en el reservorio. Estos pasos pueden incluir: inyección de solventes de hidrocarburos, de una solución acuosa rica en Ion sodio, o de una solución detergente, con o sin generación de ondas de presión adicionales.
El método fue el más económico y de mayor facilidad de realización que los procesos existentes dentro del estado de la técnica en ese momento. En su descripción esta patente indica que el proceso de generación de ondas de presión puede realizarse a través de la liberación controlada de los gas por el pozo para que el fluido comience a subir, y un proceso repentino de cerrado de la válvula de liberación de gas en el pozo de recolección, ó a través de un equipo especial de generación de ondas de presión, como cristales de titanato de bario para frecuencias fijas y magnorestrictivas, entre otros.
Finalmente, la solicitud de patente de Estados Unidos No. US2009/0200019 propone un aparato de generación de ondas acústicas sísmicas para la estimular la recuperación de petróleo dentro de reservorios con pozos. Este equipo tiene una cubierta que pasa a través del pozo, donde la presión de una bomba es transferida para liberar ondas de energía sísmica en el fluido que rodea el aparato. Se describen diferentes sistemas y métodos para generar las ondas acústicas sísmicas y más particularmente, una fuente de ondas de presión sísmica electro - hidráulica para mejorar la recuperación del petróleo. El aparato tiene una cubierta cilindrica alargada capaz de pasar a través del pozo. La presión de la bomba es almacenada dentro de un acumulador y subsecuentemente, transferida para liberarse como una onda de energía sísmica en el fluido alrededor del aparato. La cubierta cilindrica tiene un radio menor que el diámetro interno del pozo. Una sección de transferencia de energía incluye una válvula de transferencia de presión, un motor y un rotor que tiene puertos de entrada y salida.
En una reivindicación independiente también relaciona un método de generación de ondas de presión dentro del estrato saturado de petróleo y el aparato para generar las ondas acústicas en el medio, para estimular la recuperación dentro del reservorio de petróleo. En este caso, la vibración de la formación de roca del reservorio es un dato técnico que facilita la recuperación mejorada del petróleo mediante la disminución de las fuerzas capilares, reduciendo la adhesión entre las rocas y el fluido y causando la coalescencia de las gotas de petróleo para que fluyan dentro del flujo de agua. El sistema para estimulación de pozos incrementa la presión y mejora el flujo de crudo dentro de la cubierta. El generador de pulsos de onda puede ser controlado en una manera sincronizada para dar un amplio rango de ondas y así, maximizar la energía transferida dentro del estrato de petróleo.
Todos estos procesos tienen en común la necesidad de incluir algún tipo de dispositivo al interior del pozo, lo cual implica modificar la estructura interna del mismo con el incremento de costos que esto conlleva. Por lo tanto, persiste la necesidad de un proceso para estimular pozos de petróleo que sea de fácil instalación y manejo y que no implique incorporar piezas y equipos dentro del pozo, pues ellos tienden a desestabilizar la formación interna del pozo y, a largo plazo, pueden llegar a causar el colapso de la misma.
En vista de lo anterior, es un objeto de la presente solicitud, proporcionar un sistema para la estimulación del pozo que no requiera la inserción de piezas o aparatos en su interior.
Es aún otro objeto de la presente solicitud, proporcionar un sistema que sea de fácil instalación y mantenimiento y que no necesite efectuar modificaciones significativas a los sistemas existentes en la superficie. Otro objeto de la presente solicitud es proporcionar un método para la generación de variaciones de presión en el anular del pozo, las cuales se transforman en ondas de choque, que son transmitidas a lo largo del pozo hasta la formación.
RESUMEN DE LA INVENCION
La presente invención se relaciona con un aparato para mejorar y estimular la producción de petróleo, tanto en pozos nuevos como en pozos que se creían agotados debido a sus características. El aparato de la invención estimula el pozo mediante la variación de la presión en la cabeza del mismo, lo cual genera ondas de choque en el fondo del pozo, que estimulan el flujo de petróleo hacia el pozo de donde es extraído mediante una bomba ubicada en el fondo del mismo.
El aparato de la presente invención es modular y de fácil instalación, no requiere insertar elementos dentro del pozo y no afecta la integridad de la formación, ya que las variaciones de presión no se transmiten a través de las paredes del pozo sino que se ejercen directamente sobre el líquido en el fondo de la formación.
El aparato para la generación de pulsos de presión en pozos de petróleo, divulgado en la presente solicitud comprende: 1 - Un múltiple (1 ) que consta de:
Una o más válvulas de control (2) para permitir la salida de gas del pozo;
tres o más válvulas de regulación (3,4,5);
una o más válvulas antirretorno (6) para evitar el retorno de gas al pozo o el paso de fluidos al sistema;
una o más válvulas de tres vías (7) conectada a un sistema de control de presión (8), a un manómetro (9) y al sistema de gas de instrumentación (10), el cual forma parte del sistema de control (8); 2- Una o más fuentes de suministro de gas a presión (1 1 ) que comprenden uno o más compresores (12) o una o más líneas de gas a presión (13) que transportan gas natural proveniente de otros pozos cercanos, acoplados a uno o más tanques de alimentación de gas (14) o a uno o más tanques de carga (15), los cuales pueden llenarse de aire mediante el compresor, o de gases inertes o gas natural provenientes de una fuente externa, y están conectados a una o más válvulas de control (16), a tres o más válvulas de regulación (17, 18, 19), y a una o más válvulas antirretorno (20)
3- El sistema de control de presión (8), comprende a su vez:
- dos o más controladores de tipo proporcional (21 , 22); uno o más controladores de tipo on/off (23);
uno o más temporizadores (24);
uno o más interruptores de presión de tres vías (25);
dos o más válvulas de aguja (26, 27);
dos o más válvulas antirretorno (28, 29);
4- Una o más válvulas de control de presión (36) ubicadas a la salida del pozo, sobre la línea de producción, para mantener la presión en la cabeza de pozo. La válvula de tres vías (7) tiene una línea de salida (A) que alimenta el sistema de gas de instrumentos (10), y una línea de salida (B) que alimenta el sistema de control (8).
Este aparato se encuentra montado sobre un soporte base (no se muestra) y es instalado directamente en el cabezal del pozo, sin necesidad de insertar ningún tipo de mecanismo dentro del pozo o de modificar la estructura del mismo.
La presente invención también se relaciona con un método para mejorar la producción de petróleo mediante ondas de presión producidas por variaciones en la presión de gas al interior del pozo, que consiste de las siguientes etapas:
1 - Incrementar la presión en el anular del pozo inyectando gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, preferiblemente 425 m3/día, y más preferiblemente 850 m3/día hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo sea de mínimo 30 m, preferiblemente 60 m, y más preferiblemente 120 m.
2- Abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo haya caído máximo 690 KPa, preferiblemente 520 KPa, y más preferiblemente 340 KPa.
3- Cerrar la válvula de control (2) y presurizar nuevamente el pozo inyectando gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, preferiblemente 425 m3/día, y más preferiblemente 850 m3/día por día hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo sea de mínimo 30 m, preferiblemente 60 m, más preferiblemente 120 m.
4- Abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo ha caído máximo 690 KPa, preferiblemente 520 KPa, y más preferiblemente 340 KPa.
Estos pasos se repiten continuamente, de tal forma que las variaciones de presión en el anular del pozo causadas por los pasos anteriores generan ondas de choque que son transmitidas a lo largo del pozo hasta la formación. DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1 A, muestra una disposición general del aparato de la presente invención cuando es alimentado por una fuente de gas externa, empleando un compresor.
Figura 1 B, muestra una disposición general del aparato de la presente invención cuando es alimentado por gas natural proveniente de otro pozo.
Figura 1 C, muestra una disposición general del aparato de la presente invención cuando es alimentado por el gas natural generado por el mismo pozo.
Figura 2, muestra el sistema de control (8) que permite generar las ondas de choque junto con el sistema de gas de instrumentos (10) que controla el funcionamiento de los sistemas de control
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
A continuación se realizará una descripción detallada del equipo y el método objeto de la presente solicitud. Dicha descripción se hará en base a las figuras enumeradas arriba. Para facilidad de comprensión, se entenderá que los números iguales se refieren a las mismas piezas, sin importar la figura.
El aparato de la presente invención comprende una base a la cual se unen un múltiple un múltiple (1 ) que comprende una o más válvulas de control (2) para permitir la salida y la entrada de gas hacia y desde el pozo, tres o más válvulas de regulación (3, 4, 5), que se emplean para controlar el paso de gas a través de la válvula de control (2), en casos en los que sea necesario reemplazar o hacerle mantenimiento a dicha válvula. El múltiple (1 ) también comprende una o más válvulas antirretorno (6), que evitan el retorno de gas al pozo o el paso de fluidos al sistema, una o más válvulas de tres vías (7) conectadas a un
sistema de control de presión (8), a un manómetro (9) y el sistema de gas de instrumentación (10).
La válvula de tres vías (7) comprende dos líneas de salida, una línea (A) que alimenta el sistema de gas de instrumentos (10) y otra línea (B) que alimenta los sistemas de control de presión (8).
El sistema de control de presión (8) recibe gas de la válvula de tres vías (7) mediante una segunda línea (B) y del sistema de gas de instrumentos (10), comprende dos o más controladores de tipo proporcional (21 , 22), uno o más controladores de tipo on/off (23), uno o más temporizadores (24), uno o más interruptores de presión de tres vías (25), dos o más válvulas de aguja (26, 27) y dos o más válvulas antirretorno (28, 29). Los controladores de tipo proporcional (21 , 22) son los primeros controladores de un sistema de control redundante para determinar el punto en el que se debe permitir el paso de gas hacia el pozo, con el fin de presurizarlo, el momento en que se debe abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo y el punto en que la caída de presión es la necesaria y se debe volver a cerrar la válvula de control (2). Los controladores tipo on/off (23) son los segundos controladores de dicho sistema de control redundante, incorporados con el fin de garantizar que la presión de apertura de la válvula de control (2) es siempre la misma. Los controladores de tipo on/off (23) operan en base al máximo tiempo que le toma al pozo alcanzar la presión objetivo y lo que se busca con la combinación de estos dos tipos de controladores es garantizar que la onda de choque generada tiene una frecuencia constante y fija para maximizar su efecto.
Los interruptores de presión de 3 vías (25) se emplean para controlar la velocidad de apertura y cierre de la válvula de control (2). El objetivo de estos interruptores es garantizar que la válvula de control (2) se abre lo más lo más rápido posible para generar la caída de presión que resulta en la onda de choque, pero se cierre de manera gradual para impedir que una subida súbita de presión neutralice el efecto de la caída de presión. Las válvulas de aguja (26, 27) son las que controlan la velocidad de cerrado de la válvula de control (2) una vez se ha generado la caída de presión al interior del pozo. Los temporizadores (24) y las válvulas antirretorno (28, 29) son sistemas de seguridad para contrarrestar cualquier falla que se presente en el sistema, para liberar la presión en caso de emergencia y para evitar que el gas se devuelva por el sistema o que ingresen líquidos al mismo.
El sistema de gas de instrumentos (10), consiste de uno o más reguladores de presión (30, 31 ), uno o más equipo de secado de gas (32) y uno o más filtros (33). El sistema de gas de instrumentos funciona con el gas empleado para incrementar la presión del pozo. El sistema de gas de instrumentos (10) toma el gas directamente de la válvula de tres vías (7) mediante la primera línea (A), reduce la presión del mismo, lo seca para evitar que llegue agua a los controles y lo filtra para remover impurezas.
La presente invención también se relaciona con un proceso para generar ondas de choque en el fondo de un pozo de producción de petróleo. El proceso consiste en incrementar la presión de gas alrededor del anular del pozo, inyectando gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, preferiblemente 425 m3/día, y más preferiblemente 850 m3/día hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo es de mínimo 30 m, preferiblemente 60 m y más preferiblemente 120 m.
Una vez se alcanza la altura de fluido deseada, se procede a abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo caiga máximo 690 KPa, preferiblemente 520 KPa, y más preferiblemente 340 KPa.
El proceso de apertura de la válvula de control se realiza mediante el uso de dos tipos de controladores, uno de tipo proporcional (21 , 22) y otro de tipo on/off (23). Estos interruptores miden la presión dentro del pozo y envían una señal al interruptor (25), el cual abre la válvula de control (2) permitiendo la salida del gas del pozo.
Una vez la presión ha caído lo suficiente, el interruptor (25) comienza a cerrar la válvula de control (2) de manera gradual mediante la válvula de aguja (26). La válvula de control (2) se cierra y se presuriza nuevamente el pozo inyectando nuevamente gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, preferiblemente 425 m3/día, y más preferiblemente 850 m3/día por día hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo es nuevamente de mínimo 30 m, preferiblemente 60 m y más preferiblemente 120 m.
Cuando la presión en el pozo causa el descenso deseado de la altura del fluido sobre la bomba ubicada en el fondo del pozo, el sistema de control (8) abre nuevamente la válvula de control (2) permitiendo la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo cae nuevamente máximo 690 KPa, preferiblemente 520 KPa, y más preferiblemente 340 KPa.
En una modalidad de la invención, el gas inyectado al pozo es un gas que proviene de una fuente externa y es comprimido mediante un compresor. Dicho gas se selecciona del grupo de aire y gases no oxidantes tales como nitrógeno, dióxido de carbono, gas natural y otros.
En otra alternativa de la invención, el gas inyectado al pozo es gas natural proveniente de otro pozo, el cual se transporta directamente al sistema mediante un gasoducto. Finalmente, en otra modalidad, el gas empleado es gas natural producido por el pozo mismo. En este último caso, donde el mismo pozo proporciona el gas, el proceso consiste en cerrar la válvula de salida del pozo, causando que la presión dentro del mismo aumente gradualmente.
Las condiciones para abrir la válvula y permitir el paso del gas son las mismas, independiente de la fuente de gas que se emplee.
El principio teórico sobre el cual se basa la presente solicitud, sin querer atenerse a ninguna teoría en particular, es el de incrementar el flujo de petróleo hacia el pozo productor al generar una onda de características específicas que desplaza el agua existente en la parte alta de la formación y facilita el flujo del petróleo hacia la superficie. Esto se logra generando ondas de choque con una frecuencia específica, la cual es inherente a cada formación. Las variaciones de presión en el anular del pozo, generadas al abrir y cerrar la válvula de control (2) se desplazan hacia abajo, hacia la superficie del fluido, donde se transforman en ondas de choque. Estas ondas de choque son naturales a la formación y varían de un pozo a otro.
Si bien se ha realizado un descripción general de la invención, así como de algunas de sus modalidades preferidas. El técnico con habilidad en el arte podrá encontrar diferentes modalidades que también se pueden aplicar sin que por ello se esté alejando de la esencia de la presente invención.
Claims
REIVINDICACIONES
1 - Un aparato para la generación de ondas de choque para mejorar la producción de pozos de petróleo, caracterizado porque comprende:
a. Un múltiple (1 ) que consta de:
Una o más válvulas de control (2) para permitir la salida de gas del pozo;
tres o más válvulas de regulación (3, 4, 5);
una o más válvulas antirretorno (6) para evitar el retorno de gas al pozo o el paso de fluidos al sistema;
una o más válvulas de tres vías (7) conectada a un sistema de control de presión (8), a un manómetro (9) y al sistema de gas de instrumentación (10);
Una o más fuentes de suministro de gas a presión (1 1 ).
2- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema de control de presión (8) comprende:
dos o más controladores de tipo proporcional (21 , 22); uno o más controladores de tipo on/off (23);
- uno o más temporizadores (24);
uno o más interruptores de presión de tres vías (25);
dos o más válvulas de aguja (26, 27);
dos o más válvulas antirretorno (28, 29); 3- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la válvula de tres vías (7) comprende una línea de salida (A) para alimentar el sistema de gas de instrumentos (10) y una línea de salida (B) para alimentar el sistema de control (8). 4- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además tres o más válvulas de control de presión (16, 36) ubicadas sobre la línea de producción a la salida del pozo, para mantener la presión en cabeza de pozo y las otras, (16) sobre la línea de suministro de gas a presión
5- El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fuentes de suministro de gas a presión se seleccionan de:
Una fuente de gas comprimido que comprende uno o más compresores (12) acoplados a uno o más tanques de alimentación y carga de gas (14, 15), los cuales se llenan mediante el compresor;
Gas natural proveniente de otro pozo;
Gas natural generado por el mismo pozo.
6- El aparato de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el gas comprimido se selecciona de aire o gases no oxidantes.
7- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el gas comprimido es aire.
8- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el gas comprimido no oxidante es nitrógeno.
9- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el gas comprimido no oxidante es dióxido de carbono. 10- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el gas comprimido no oxidante es gas natural
1 1 - El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se encuentra montado sobre un soporte base y es instalado directamente sobre el cabezal del pozo, sin necesidad de insertar ningún tipo de mecanismo dentro del pozo o de modificar la estructura del mismo.
12- Un método para generar ondas de choque mediante variaciones de presión producidas en el anular del pozo, caracterizado porque consiste de las siguientes etapas:
a. Incrementar la presión en el anular del pozo inyectando gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo es de mínimo 30 m;
b. Abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo haya caído máximo 690 KPa;
c. Cerrar la válvula de control (2) y presurizar nuevamente y de manera gradual el pozo inyectando gas inyectando gas a una velocidad de al menos 142 m3/día, hasta que la altura del nivel de fluido sobre una bomba ubicada en el fondo del pozo es de mínimo 30 m;
d. Abrir la válvula de control (2) para permitir la salida de gas del pozo hasta que la presión de gas al interior del pozo haya caído máximo 690 KPa; y
e. Repetir las etapas a) - d) con el fin de generar una oscilación armónica del fluido al interior del pozo.
13- El método de acuerdo con la reivindicación 1 1 , caracterizado porque en el paso a) se inyecta gas a una tasa de preferiblemente 425 m3/día, y más preferiblemente 850 m3/día.
14- El método de acuerdo con la reivindicación 1 1 o 12, caracterizado porque la altura de fluido sobre la bomba del paso a) es de preferiblemente 60 m, y más preferiblemente 120 m. 15- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a
13, caracterizado porque la presión en el pozo ha caído máximo 520 KPa, y más preferiblemente 340 KPa.
16- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 15, caracterizado porque las etapas a) a d) se repiten a intervalos regulares con el fin de generar una frecuencia específica que estimula la producción de petróleo.
17- El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 16, caracterizado porque se lleva a cabo con el aparato de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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| PCT/IB2011/053037 WO2013005082A1 (es) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Aparato y metodo para mejorar la producci0n de petroleo mediante la generacion de ondas de choque |
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| WO (1) | WO2013005082A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020160712A1 (es) * | 2019-02-04 | 2020-08-13 | Peña Cala Alvaro | Sistema y metodo para estimular la extracción de petróleo de una formación que contiene petróleo mediante la aplicación de ondas transversales y ondas sonoras periódicas |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3773438A (en) * | 1971-04-29 | 1973-11-20 | Kelsey Hayes Co | Well stimulation apparatus and method |
| US5014788A (en) * | 1990-04-20 | 1991-05-14 | Amoco Corporation | Method of increasing the permeability of a coal seam |
| US5147111A (en) * | 1991-08-02 | 1992-09-15 | Atlantic Richfield Company | Cavity induced stimulation method of coal degasification wells |
| US5617921A (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Atlantic Richfield Company | Over-pressured well fracturing with surface reservoir and actuator system |
| US5950726A (en) * | 1996-08-06 | 1999-09-14 | Atlas Tool Company | Increased oil and gas production using elastic-wave stimulation |
| US6571874B1 (en) * | 1998-09-02 | 2003-06-03 | Rag Aktiengesellschaft | Method for the in-situ extraction of gas from coal seams |
| US20040016549A1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Richard Selinger | Method and apparatus for causing pressure variations in a wellbore |
| US20070193737A1 (en) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Matthew Miller | Method of intensification of natural gas production from coal beds |
-
2011
- 2011-07-07 WO PCT/IB2011/053037 patent/WO2013005082A1/es active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3773438A (en) * | 1971-04-29 | 1973-11-20 | Kelsey Hayes Co | Well stimulation apparatus and method |
| US5014788A (en) * | 1990-04-20 | 1991-05-14 | Amoco Corporation | Method of increasing the permeability of a coal seam |
| US5147111A (en) * | 1991-08-02 | 1992-09-15 | Atlantic Richfield Company | Cavity induced stimulation method of coal degasification wells |
| US5617921A (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Atlantic Richfield Company | Over-pressured well fracturing with surface reservoir and actuator system |
| US5950726A (en) * | 1996-08-06 | 1999-09-14 | Atlas Tool Company | Increased oil and gas production using elastic-wave stimulation |
| US6571874B1 (en) * | 1998-09-02 | 2003-06-03 | Rag Aktiengesellschaft | Method for the in-situ extraction of gas from coal seams |
| US20040016549A1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Richard Selinger | Method and apparatus for causing pressure variations in a wellbore |
| US20070193737A1 (en) * | 2006-02-22 | 2007-08-23 | Matthew Miller | Method of intensification of natural gas production from coal beds |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020160712A1 (es) * | 2019-02-04 | 2020-08-13 | Peña Cala Alvaro | Sistema y metodo para estimular la extracción de petróleo de una formación que contiene petróleo mediante la aplicación de ondas transversales y ondas sonoras periódicas |
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