RU2201501C1 - Gear to stimulate productive formation of oil-gas- condensate deposit - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: invention is related to equipment designed to raise degree of extraction of oil and other evaporated fluids from oil source on- and off-land with attack on oil pool by highfrequency electric pulses, for example. Proposed gear includes electrodes in the form of electromagnetic radiator with screen-core in its space, feeding cable, generator of SHF signals, infralow frequency generator, high-frequency generator with accumulator of electron current, concentrator of electrons and additional electrode and unit to control generators with switch. Additional electrode is placed in space of electromagnetic radiator. It is mounted for vertical movement relative to radiator and is coupled to broadband output power amplifier. Sensors of natural electric field are installed on case of output power amplifier and concentrator for their phasing with signals from generators and for formation of resonance. EFFECT: raised degree of extraction of oil and other evaporated fluids from oil sources, simplified design and enhanced reliability and safety of gear, reduced oil production cost and increased ecological effectiveness. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для увеличения степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников на земле или в море с помощью воздействия не нефтеносный пласт, например, электрическими импульсами высокой частоты. The invention relates to equipment for increasing the degree of extraction of oil or other vaporized liquids from oil sources on land or at sea by means of exposure to a non-oil reservoir, for example, high frequency electric pulses.

Из патентной литературы известна технология разработки газогидратной залежи путем превращения газа из твердого (газогидратного) состояния в газообразное в пласте, для чего пласт подвергают воздействию упругих колебаний звукового диапазона (см. , например, авторское свидетельство СССР 442287, 1974). A technology for developing a gas hydrate deposit by converting gas from a solid (gas hydrate) state to a gaseous one in the formation is known from the patent literature, for which the formation is subjected to elastic vibrations of the sound range (see, for example, USSR copyright certificate 442287, 1974).

Известна технология разработки нефтегазоконденсатных месторождений путем воздействия на продуктивный пласт упругими волнами. Воздействие осуществляют с частотой колебаний от 0,1 до 50 Гц, направленных перпендикулярно плоскости залегания пласта (см. , например, авторское свидетельство СССР 1153612, 1994). A known technology for the development of oil and gas condensate fields by exposing the reservoir to elastic waves. The impact is carried out with a frequency of oscillations from 0.1 to 50 Hz, directed perpendicular to the plane of bedding (see, for example, USSR author's certificate 1153612, 1994).

Известна технология разработки нефтегазоконденсатных месторождений, включающая размещение излучателя и воздействие на нефтяной пласт электромагнитными волнами (см., например, патент РФ 2049912, 1995). Known technology for the development of oil and gas condensate fields, including the placement of the emitter and the impact on the oil reservoir by electromagnetic waves (see, for example, RF patent 2049912, 1995).

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для воздействия на продуктивный пласт нефтегазоконденсатного месторождения, содержащее генератор, блок управления, подводящий кабель и электроды, размещенные в скважине (см., например, патент СССР 1838594, 1993). The closest analogue of the invention is a device for impacting a reservoir of an oil and gas condensate field containing a generator, a control unit, a lead-in cable and electrodes placed in the well (see, for example, USSR patent 1838594, 1993).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает требуемой степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников. A disadvantage of the known device is that it does not provide the required degree of extraction of oil or other vaporized liquids from oil sources.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения нефти или других испаряемых жидкостей из нефтяных источников, упрощение и повышение надежности и безопасности оборудования, а также снижение себестоимости нефтедобычи и повышение экологической эффективности. The technical result of the invention is to increase the degree of extraction of oil or other vaporized liquids from oil sources, simplifying and improving the reliability and safety of equipment, as well as reducing the cost of oil production and increasing environmental efficiency.

Необходимый технический результат достигается тем, что устройство для воздействия на продуктивный пласт нефтегазоконденсатного месторождения содержит электроды в виде электромагнитного излучателя с экраном-сердечником в его полости, подводящий кабель-трос, генератор сигналов сверхвысокой частоты, ультразвуковой генератор, инфранизкочастотный генератор, генератор высокой частоты с накопителем потока электронов, концентратором электронов и дополнительный электрод и блок управления генераторами с коммутатором, при этом дополнительный электрод установлен в полости электромагнитного излучателя и имеет возможность перемещения в вертикальном направлении относительно этого излучателя и связан с широкополосным выходным усилителем мощности, на корпусе которого и концентраторе расположены датчики естественного электрического поля для фазирования их сигналами сигналов генераторов и создания резонанса. The required technical result is achieved in that the device for influencing the oil and gas condensate field contains electrodes in the form of an electromagnetic emitter with a core screen in its cavity, a lead cable, an ultra-high frequency signal generator, an ultrasonic generator, an infra-low-frequency generator, a high-frequency generator with a drive electron flow, an electron concentrator and an additional electrode and a control unit for generators with a switch, while ny electrode is mounted in the cavity and the electromagnetic emitter is movable in the vertical direction with respect to this emitter and associated with natural electrical field signals to the phasing of the signal generators and creating resonance wideband power amplifier output, on which the hub body and arranged sensors.

Кроме того, концентратор электронов выполнен в виде отражателя-полусферы, укрепленного основанием в центре конуса. In addition, the electron concentrator is made in the form of a hemisphere reflector, reinforced with a base in the center of the cone.

Изобретение пояснено чертежами, где:
на фиг. 1 представлена блок-схема устройства;
на фиг. 2 изображено сечение скважины с электромагнитным излучателем и электродом;
на фиг. 3 изображено сечение концентратора;
на фиг. 4 изображено сечение электромагнитного излучателя и электрода.The invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 shows a block diagram of a device;
in FIG. 2 shows a cross section of a well with an electromagnetic emitter and an electrode;
in FIG. 3 shows a section of a concentrator;
in FIG. 4 shows a cross section of an electromagnetic emitter and an electrode.

на фиг. 5 показан увеличенный излучатель с электродами. in FIG. 5 shows an enlarged emitter with electrodes.

Сущность изобретения
Устройство представлено в виде блок-схемы на фиг.1 и содержит следующие составляющие элементы: блок управления устройством 1, блок управления режимами генераторов 2, коммутатор 3, широкополосный выходной усилитель мощности 4, излучатель 5 с электродами, генератор сверхвысокой частоты (СВЧ) сигналов 6, генератор ультразвуковых сигналов 7, генератор инфранизкочастотных сигналов 8, генератор высокой частоты (ВЧ генератор) 9, концентратор электронов 10 и дополнительный электрод 11.SUMMARY OF THE INVENTION
The device is presented in the form of a block diagram in Fig. 1 and contains the following constituent elements: a device control unit 1, a generator control unit 2, a switch 3, a broadband output power amplifier 4, an emitter 5 with electrodes, an ultra-high frequency (microwave) signal generator 6 , an ultrasonic signal generator 7, an infrared low frequency signal generator 8, a high frequency generator (HF generator) 9, an electron concentrator 10 and an additional electrode 11.

Сигналы ВЧ-генератора 9 определенной частоты и длины подаются в накопитель, выполненный в виде, например, контурной емкости с малым количеством витков, и при достижении необходимой величины поток электродов подается в концентратор 10, выполненный в виде, например, конической электромагнитной катушки и направляется в электрод 11. The signals of the RF generator 9 of a certain frequency and length are fed to a drive made in the form, for example, of a loop capacitance with a small number of turns, and when the required value is reached, the electrode flow is supplied to the concentrator 10, made in the form of, for example, a conical electromagnetic coil and sent to electrode 11.

Характерными особенностями заявляемого устройства являются:
во-первых, сочетание узлов, обеспечивающих воздействие непосредственно на продуктивный пласт в начальный (0,25-0,3Т), подготовительный (разогрев) период поочередно электромагнитными волнами диапазонов: сверхвысокой частоты, частотой 15-20 кГц и частотой 0,01-15 Гц;
во-вторых, использованы электромагнитный излучатель и электрод специальной конструкции (см. фиг 4);
в-третьих, устройство обеспечивает возможность на первой подготовительной стадии проведения локального объемного разогрева продуктивного пласта, а затем более объемного воздействия на этот пласт с управлением температуры разогрева пласта в заданных пределах в зависимости от типа месторождения.Typical features of the claimed device are:
firstly, a combination of nodes that provide direct impact on the reservoir in the initial (0.25-0.3T), preparatory (heating) period, alternately with electromagnetic waves of the ranges: ultra-high frequency, frequency 15-20 kHz and frequency 0.01-15 Hz;
secondly, an electromagnetic emitter and an electrode of a special design were used (see Fig. 4);
thirdly, the device provides the possibility at the first preparatory stage of local volumetric heating of the reservoir, and then more volumetric exposure to this layer with the control of the temperature of the heating of the reservoir within specified limits depending on the type of field.

Время непосредственного воздействия на продуктивный пласт скважины 15-30 мин. При этом нет необходимости останавливать работу скважины и технологический процесс добычи нефти не нарушается. The time of direct impact on the reservoir is 15-30 minutes At the same time, there is no need to stop the operation of the well and the technological process of oil production is not violated.

Энергозатраты на одну обработку - 15 кВт/ч. При этом существенно сокращают энерго- и трудозатраты, чем при применяемых методах, и во много раз снижают материалоемкость добычи тяжелой нефти. Energy consumption per treatment - 15 kW / h. At the same time, they significantly reduce energy and labor costs than with the methods used, and many times reduce the material consumption of heavy oil.

Управление режимами работы устройства
Тип излучаемых волн и уровень сигнала, время работы каждого типа воздействий и период их повторений и последовательности, а также диапазон температурной стабилизации разогрева пласта задают блоком управления режимами генераторов 2.Manage device modes
The type of emitted waves and signal level, the operating time of each type of impact and the period of their repetition and sequence, as well as the range of temperature stabilization of the heating of the formation are set by the control unit of the modes of the generators 2.

Специальная конструкция излучателя 5 и дополнительного электрода 11 (см. фиг. 4) разработана по принципу зонтика, состоит из раскрывающихся элементов и излучающего элемента, помещаемых непосредственно в пласте, что обеспечивает объемное распределение электромагнитного поля. The special design of the emitter 5 and the additional electrode 11 (see Fig. 4) is developed on the principle of an umbrella, consists of drop-down elements and a radiating element placed directly in the reservoir, which ensures volume distribution of the electromagnetic field.

Выходной широкополосный усилитель мощности 4 конструктивно выполнен вместе с излучателем 5 и осуществляет в начальный период формирование мощных высоковольтных сигналов: СВЧ, ультразвуковых и инфранизкочастотных сигналов, а электрод 11 изолирован от излучателя 5 экраном сердечником 12, установленным в полости излучателя 5, и выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении относительно электромагнитного излучателя 5. The output broadband power amplifier 4 is structurally made together with the emitter 5 and in the initial period generates powerful high-voltage signals: microwave, ultrasonic and infra-low-frequency signals, and the electrode 11 is isolated from the emitter 5 by a screen core 12 installed in the cavity of the emitter 5 and is made with the possibility of movement in the vertical direction relative to the electromagnetic emitter 5.

Концентратор электронов 10 (см. фиг.3) содержит композитный наполнитель. ВЧ-генератор создает пульсирующее высокое напряжение (примерно 40 кВ) и подает его в концентратор электронов. The electron concentrator 10 (see figure 3) contains a composite filler. The high-frequency generator generates a pulsating high voltage (approximately 40 kV) and delivers it to the electron concentrator.

Работа нефтедобывающего устройства заключается в следующем
На фиг. 2 представлен разрез скважины, где: 14 - продуктивный пласт, 15 - кабель-трос, 16 - элемент излучателя, выполненный с возможностью раскрытия, дополнительный электрод 11, экран-сердечник 12, излучатель 5 с электродами, 4 - выходной широкополосный усилитель мощности и концентратор электронов 10. Форма концентратора 10 (см. фиг. 3) обеспечивает формирование кумулятивного эффекта излучения.The operation of the oil producing device is as follows
In FIG. 2 shows a section of a well, where: 14 is a producing formation, 15 is a cable cable, 16 is an emitter element configured to open, an additional electrode 11, a core screen 12, an emitter 5 with electrodes, 4 is an output broadband power amplifier and a hub electrons 10. The shape of the concentrator 10 (see Fig. 3) provides the formation of the cumulative effect of radiation.

В основу принципа работы нефтедобывающего устройства положен принцип резонанса, то есть непосредственное воздействие на продуктивный нефтяной пласт электромагнитными волнами в начальный период, которые сфазированы с естественным электрическим полем по фазе воздействия, при этом каждой скважине на нефтяном месторождении присуще только ей данное естественное электрическое поле и зависящее от точки расположения данной скважины на поверхности Земли. The principle of operation of an oil producing device is based on the principle of resonance, that is, direct exposure to a productive oil formation by electromagnetic waves in the initial period, which are phased with a natural electric field in the phase of exposure, while each well in an oil field has only this natural electric field and is dependent on it from the location of this well on the surface of the Earth.

Сигналы от датчиков электрического поля (не показаны), расположенные на корпусе выходного широкополосного усилителя мощности 4 и концентратора 10, которые погружены в продуктивный пласт, поступают в блок управления режимами работы 2 и производят фазирование генераторов сигналов СВЧ 6, ультразвукового 7, инфранизкочастотного 8 и ВЧ 9. The signals from the electric field sensors (not shown) located on the housing of the output broadband power amplifier 4 and hub 10, which are immersed in the reservoir, enter the operating mode control unit 2 and phase the microwave signal generators 6, ultrasonic 7, infrared low-frequency 8 and high-frequency 9.

Формирование происходит следующим образом. The formation is as follows.

Генераторы по сигналу от датчиков формируют сигналы положительной полярности соответственно для положительной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля, соответствующего данной скважине и меняющегося по определенному закону, а для отрицательной полярности полупериода сигнала естественного электрического поля генераторы формируют сигналы отрицательной полярности. The signal generators from the sensors generate signals of positive polarity, respectively, for the positive polarity of the half-period of the signal of the natural electric field corresponding to a given well and changing according to a certain law, and for the negative polarity of the half-period of the signal of the natural electric field, the generators generate signals of negative polarity.

В зависимости от режима работы устройства, задаваемого программой в блоке управления режимами генераторов 2, сигналы генератора, соответствующего данному режиму, через коммутатор 3 и кабель-трос 13 поступают в блок выходного широкополосного усилителя мощности 4 и концентратор 10, где они усиливаются до уровня, заданного регулятором мощности, и изменяются через излучатель 5 с электродами и дополнительный электрод 11, расположенные в нефтяном пласте (фиг.2). Depending on the operating mode of the device specified by the program in the control unit of the modes of the generators 2, the signals of the generator corresponding to this mode, through the switch 3 and the cable-cable 13 are fed to the block of the output broadband power amplifier 4 and the hub 10, where they are amplified to the level specified power regulator, and are changed through the emitter 5 with electrodes and an additional electrode 11 located in the oil reservoir (figure 2).

При этом происходит следующее:
объемный разогрев нефти и парафинов;
испарение и расщепление молекул воды на водород и кислород;
расщепление гидратных газов, содержащихся в продуктивном пласте;
сложение воздействующего излучения и естественного электрического поля, совпадающих по фазе, что создает явление резонанса.When this happens the following:
volumetric heating of oil and paraffins;
evaporation and splitting of water molecules into hydrogen and oxygen;
splitting of hydrated gases contained in the reservoir;
the addition of the acting radiation and the natural electric field, coinciding in phase, which creates the phenomenon of resonance.

Движение разогретой нефти и парафинов по трубе скважины способствует разогреву и выводу наружу парафинов, осевших на стенках труб. The movement of preheated oil and paraffins along the well pipe contributes to the heating and outflow of paraffins deposited on the walls of the pipes.

Все в целом способствует увеличению нефтедобычи даже на нерентабельных скважинах без применения принудительной откачки, то есть способом фонтанирования. Everything as a whole contributes to an increase in oil production even in unprofitable wells without the use of forced pumping, that is, by the method of gushing.

Claims (2)

1. Устройство для воздействия на продуктивный пласт нефтегазоконденсатного месторождения, содержащее электроды в виде электромагнитного излучателя с экраном-сердечником в его полости, подводящий кабель-трос, генератор сигналов сверхвысокой частоты, ультразвуковой генератор, инфранизкочастотный генератор, генератор высокой частоты с накопителем потока электронов, концентратором электронов и дополнительным электродом и блок управления генераторами с коммутатором, при этом дополнительный электрод установлен в полости электромагнитного излучателя и имеет возможность перемещения в вертикальном направлении относительно этого излучателя и связан с широкополосным выходным усилителем мощности, на корпусе которого и концентраторе расположены датчики естественного электрического поля для фазирования их сигналами сигналов генераторов и создания резонанса. 1. Device for impacting a reservoir of an oil and gas condensate field, containing electrodes in the form of an electromagnetic emitter with a core screen in its cavity, a lead cable, an ultra-high frequency signal generator, an ultrasonic generator, an infra-low-frequency generator, a high-frequency generator with an electron flux storage device, a concentrator electrons and an additional electrode and a generator control unit with a switch, while the additional electrode is installed in the cavity of the electromagnet th emitter and is movable in a vertical direction with respect to this emitter and associated with natural electrical field signals to the phasing of the signal generators and creating resonance wideband power amplifier output, on which the hub body and arranged sensors. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что концентратор электронов выполнен в виде отражателя-полусферы и укрепленного, основанием в центре, конуса. 2. The device according to p. 1, characterized in that the electron concentrator is made in the form of a reflector-hemisphere and fortified with a base in the center of the cone.

Images