RU2640846C1 - Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation - Google Patents
Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640846C1 RU2640846C1 RU2017110907A RU2017110907A RU2640846C1 RU 2640846 C1 RU2640846 C1 RU 2640846C1 RU 2017110907 A RU2017110907 A RU 2017110907A RU 2017110907 A RU2017110907 A RU 2017110907A RU 2640846 C1 RU2640846 C1 RU 2640846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- emitter
- plasma
- formation
- electro
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Images
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
- E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
-
- 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
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
-
- 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
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
-
- 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
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- 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
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/09—Locating or determining the position of objects in boreholes or wells, e.g. the position of an extending arm; Identifying the free or blocked portions of pipes
-
- 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
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- 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
- E21B43/003—Vibrating earth formations
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится группа изобретенийFIELD OF THE INVENTION
Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности для очистки призабойной зоны горизонтальной скважины и смонтированных фильтров, а также для интенсификации добычи нефти. Способ включает доставку и размещение в горизонтальном окончании скважины ультразвукового излучателя, работа которого в различных режимах и на различных частотах позволяет оптимизировать ее работу.The group of inventions relates to the oil and gas industry for cleaning the bottom-hole zone of a horizontal well and mounted filters, as well as to intensify oil production. The method includes the delivery and placement in the horizontal wellbore of an ultrasonic emitter, the operation of which in various modes and at different frequencies allows to optimize its operation.
Уровень техникиState of the art
В нефтегаздобывающей промышленности в последние годы значительно возросло бурение скважин с горизонтальным окончанием. Их бурение, освоение и эксплуатация значительно отличаются от технологии добычи углеводородов через вертикальные скважины, в этой связи методы, применяемые для интенсификации в вертикальных скважинах, в подавляющем большинстве не пригодны для горизонтальных скважин.In the oil and gas industry in recent years, drilling with horizontal completion has increased significantly. Their drilling, development and operation are significantly different from the technology of hydrocarbon production through vertical wells, in this regard, the methods used for stimulation in vertical wells are in most cases not suitable for horizontal wells.
Известны множество способов химической обработки горизонтальной скважины (Патенты RU 2531985 от 17.09.2013г., RU 2599155 от 24.09.2015г., RU 2520989 от 13.03.2013г., RU 2288356 от 22.11.2005г., RU 2471978 от 11.07.2011 г., RU 2287680 от 10.08.2004г., RU 2554962 от 08.05.2014г., RU 2235865 от 29.09.2003г., RU 2599156 от 24.09.2015г., 2144616 от 22.06.1998г., RU 2325517 от 29.05.2007г.). Все эти способы осуществимы или с применением большого количества химических веществ, или с применением большого количества дополнительного оборудования. Все это ведет к большим финансовым и трудовым затратам, увеличенным затратам времени и материалов. Немаловажна также экологическая опасность данных методов.There are many known methods of chemical treatment of a horizontal well (Patents RU 2531985 from 09.17.2013, RU 2599155 from 09.24.2015, RU 2520989 from 03.13.2013, RU 2288356 from 11.22.2005, RU 2471978 from 07.11.2011, RU 2287680 dated 08/10/2004, RU 2554962 dated 05/08/2014, RU 2235865 dated 29.09.2003, RU 2599156 dated 09.24.2015, 2144616 dated 06.22.1998, RU 2325517 dated 05.29.2007). All these methods are feasible either using a large number of chemicals, or using a large number of additional equipment. All this leads to large financial and labor costs, increased costs of time and materials. The environmental hazard of these methods is also important.
Из уровня техники известны также способы термохимического воздействия на горизонтальные скважины (Патенты RU 2527434 от 27.08.2014г., RU 2004124482 от 27.01.2006г., RU 2287680 от 10.08.2004г.). Эти методы обладают теми же недостатками, что и предыдущие.Methods of thermochemical influence on horizontal wells are also known from the prior art (Patents RU 2527434 from 08.28.2014, RU 2004124482 from 01.27.2006, RU 2287680 from 08.10.2004). These methods have the same drawbacks as the previous ones.
Из уровня техники известны гидродинамические способы обработки горизонтальных скважин (RU 94033081 от 09.09.1994г., RU 2074305 от 09.09.1994г.). Данные методы также отличаются громоздкостью оборудования и большими затратами труда и времени.The prior art hydrodynamic methods for processing horizontal wells (RU 94033081 from 09/09/1994, RU 2074305 from 09/09/1994). These methods are also characterized by cumbersome equipment and high labor and time costs.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство (Патент RU 2600249 от 24.01.2014г.).The closest in technical essence and the achieved result is the method and device (Patent RU 2600249 from 01.24.2014).
Способ предполагает осуществление воздействия на нефтяные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины путем спуска в скважину устройства для генерации импульсов с возможностью взрывного образования плазмы. Для этого применяется двухмодульное электрогидравлическое устройство. В первом модуле размещен блок заряда конденсаторов, а во втором - блок конденсаторов, излучатель и блок подачи активного вещества, соединенные с контрольным модулем и оборудованием на устье скважины с возможностью передачи данных заряда и разряда накопительных конденсаторов с целью инициирования последовательных упругих колебаний в заданных точках горизонтального окончания.The method involves the impact on oil reservoirs and the bottomhole zone of a horizontal well by lowering into the well a device for generating pulses with the possibility of explosive plasma formation. For this, a two-module electro-hydraulic device is used. The first module contains a capacitor charge unit, and the second contains a capacitor unit, an emitter and an active substance supply unit connected to the control module and equipment at the wellhead with the possibility of transmitting charge and discharge data of storage capacitors in order to initiate successive elastic vibrations at predetermined horizontal points graduation.
Устройство генерирует периодические направленные короткие импульсы за счет взрыва калиброванной проволоки, приводящего к образованию плазмы и направленной радиально ударной волны высокого давления.The device generates periodic directed short pulses due to the explosion of a calibrated wire, leading to the formation of a plasma and directed radially shock wave of high pressure.
Спуск устройства производится на гибкой трубе типа колтюбинг.The device is launched on a coiled tubing type flexible pipe.
Данные способ и устройство имеют ряд недостатков. Основным является невозможность распределения ударной волны равномерно в радиальном направлении. Волна идет по пути наименьшего сопротивления, т.е. основная энергия пойдет по наиболее проницаемым поровым каналам. При наличии фильтра в горизонтальной скважине также произойдет неравномерное распределение энергии по радиусу скважины. Привлеченные в разработку ранее пропущенные слабодренированные застойные зоны также носят случайный характер.These method and device have several disadvantages. The main one is the inability to distribute the shock wave uniformly in the radial direction. The wave is on the path of least resistance, i.e. the main energy will go through the most permeable pore channels. If there is a filter in a horizontal well, an uneven distribution of energy will also occur along the radius of the well. The previously neglected weakly drained stagnant zones involved in the development are also random in nature.
Сущность группы изобретенийThe essence of the group of inventions
Из теории разработки нефтяных месторождений мы знаем, что на продуктивность скважины влияет множество факторов. Ряд из них имеет механическое происхождение, такие как: образование глинистой корки на стенках скважины при бурении; проникновение в пласт бурового раствора; проникновение в пласт фильтрации бурового раствора; проникновение в пласт фильтрации цементирующих составов; мехпримеси в задавочной жидкости при заканчивании скважины или ее ремонте, которые забивают перфорационные отверстия; проникновение в пласт задавочной жидкости; закупоривание пор пласта глинами, содержащимися в породе пласта; отложение асфальто-смолисто-парафиновых отложений в пласте и призабойной зоне, закупоривание ими перфорационных отверстий; солевые отложения в пласте и призабойной зоне; образование различных эмульсий в пласте; закачка различных эмульсий в пласт; закачка различных растворителей с механическими примесями; закупорка пор пласта и призабойной зоны продуктами реакции от различных видов обработок скважины и пласта (химических, термических и т.п.).From the theory of oilfield development, we know that many factors influence well productivity. A number of them has a mechanical origin, such as: the formation of a clay crust on the walls of the well during drilling; penetration into the formation of drilling fluid; penetration into the reservoir of mud filtration; penetration into the reservoir of filtration of cementitious compositions; mechanical impurities in the filling fluid during completion of the well or its repair, which clog perforations; penetration into the reservoir of filling fluid; clogging the pores of the formation with clays contained in the formation rock; deposition of asphalt-resinous-paraffin deposits in the reservoir and the bottomhole zone, clogging of perforation holes with them; salt deposits in the reservoir and bottomhole zone; the formation of various emulsions in the reservoir; injection of various emulsions into the reservoir; injection of various solvents with mechanical impurities; clogging of the pores of the formation and bottomhole zone with reaction products from various types of well and formation treatments (chemical, thermal, etc.).
Приведенные факторы значительно снижают проницаемость пласта и, как следствие, снижается производительность скважины, иногда до полного прекращения притока.The above factors significantly reduce the permeability of the formation and, as a result, the productivity of the well decreases, sometimes until the flow stops.
Задачей предлагаемого технического решения является очистка призабойной зоны пласта от перечисленных видов загрязнений, создание трещин и микротрещин в радиальном направлении, протяженность в десятки метров, вовлечение в разработку застойных зон нефти. Это позволит не только восстановить дебит скважины, но и значительно повысить его по сравнению с первоначальным.The objective of the proposed technical solution is to clean the bottom-hole zone of the formation from the listed types of contamination, the creation of cracks and microcracks in the radial direction, the length of tens of meters, involvement in the development of stagnant zones of oil. This will not only restore the flow rate of the well, but also significantly increase it compared to the original.
Технический результат заявленной группы изобретения заключается в улучшении очистки призабойной зоны пласта, а также в восстановлении дебита скважины.The technical result of the claimed group of the invention is to improve the cleaning of the bottomhole formation zone, as well as to restore the flow rate of the well.
Технический результат заявленной группы изобретения достигается способом восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, в котором спускают в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электрогидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя, до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, производится привязка приборов, и снимают параметры скважины до начала обработки, акустически очищают поры пласта и фильтры участка горизонтальной скважины, проводят плазменную обработку очищенного участка для вовлечения в работу застойных зон пласта источником, снимают текущие параметры блоком геофизики, повторяют процессы до полного прохождения горизонтального участка скважины.The technical result of the claimed group of the invention is achieved by the method of restoring the productivity of a horizontal well and stimulating the formation, in which a complex device consisting of an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, a geophysics unit and an acoustic emitter is lowered to the horizontal section by means of a geophysics block instrument binding, and take well parameters before treatment, acoustically clean formation pores and filters section of a horizontal well, plasma treatment of the cleaned area is carried out to engage the stagnant zones of the formation with a source, the current parameters are removed by the geophysics unit, the processes are repeated until the horizontal section of the well passes completely.
В частном случае реализации заявленного технического решения акустическую очистку пор пласта и фильтров горизонтальной скважины осуществляют путем периодического воздействия полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием, причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 2000 Гц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 100 Гц.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, acoustic cleaning of the pores of the formation and filters of a horizontal well is carried out by periodically applying a field of elastic vibrations of the ultrasonic range in a constant mode and pulsed acoustic low-frequency exposure, moreover, in a constant mode, the effect is carried out by high-frequency oscillation of the ultrasonic range of 2000 Hz, and in a pulsed mode exposure is carried out with a frequency of 100 Hz.
В частном случае реализации заявленного технического решения плазменную обработку производят ударной волной высокого давления энергией до 3 кДж. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, plasma processing is performed by a high-pressure shock wave with an energy of up to 3 kJ.
В частном случае реализации заявленного технического решения применяется в горизонтальных скважинах для добычи сланцевой нефти.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution is used in horizontal wells for the production of shale oil.
В частном случае реализации заявленного технического решения применяется в боковых стволах.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution is applied in the side trunks.
Технический результат заявленной группы изобретения достигается комплексным устройством восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, содержащем наземный многофункциональный пульт контроля и управления и присоединенные шланго-кабелем скважинные акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электрогидравлический излучатель с плазменным разрядником, соединенные между собой геофизическими переходниками.The technical result of the claimed group of the invention is achieved by a comprehensive device for restoring the productivity of a horizontal well and stimulating the formation, comprising a ground-based multifunctional control and control panel and downhole acoustic radiator connected by a cable, a block of geophysical instruments and an electro-hydraulic radiator with a plasma spark gap, interconnected by geophysical adapters .
В частном случае реализации заявленного технического решения наземный многофункциональный пульт контроля и управления состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электрогидравлическим излучателем.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the ground-based multifunctional control and control panel consists of blocks: a power supply and control unit for an acoustic emitter, a log recorder, a power supply unit and control for an electro-hydraulic emitter.
В частном случае реализации заявленного технического решения акустический излучатель содержит блок электроники, верхнюю головку, обеспечивающую соединение с контактным устройством под кабельный наконечник, нижнюю головку, канал для электропроводов и соединенные друг с другом в единую конструкцию металлические герметичные корпусы, в которых размещены пьезопреобразователи, при этом внешняя и внутренняя поверхность каждого корпуса имеет углубления желобообразной формы, причем в корпусах установлены втулки с прикрепленными к ним гайками, выполненными с возможностью присоединения и фиксации друг к другу двух соседних корпусов с помощью прикрепляемых одновременно к двум гайкам соседних корпусов металлических тросиков, кроме того, корпусы также соединены друг с другом посредством деталей, образованных заливкой резинопластиковой композиции в местах стыка с зазором двух соседних корпусов.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the acoustic emitter contains an electronics unit, an upper head that provides a connection with a contact device for a cable lug, a lower head, a channel for electrical wires and metal-sealed enclosures connected to each other in a single structure, in which piezoelectric transducers are placed, the outer and inner surfaces of each casing have grooved recesses, and bushings with a nut attached to them are installed in the casing made with the possibility of attaching and fixing to each other two adjacent housings by means of metal cables attached simultaneously to two nuts of adjacent housings, in addition, the housings are also connected to each other by means of parts formed by filling the rubber-plastic composition at the joints with the gap of two adjacent housings .
В частном случае реализации заявленного технического решения содержит электрогидравлический плазменный излучатель модульного исполнения, позволяющий регулировать выброс энергии от 0,5 до 3 кДж, с использованием конденсаторов, позволяющих уменьшить размеры излучателя, и механический блок подачи проволоки, предполагающий легкую замену в полевых условиях.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution contains an electro-hydraulic plasma emitter of modular design, which allows you to adjust the energy release from 0.5 to 3 kJ, using capacitors to reduce the size of the emitter, and a mechanical wire feed unit, which assumes easy replacement in the field.
В частном случае реализации заявленного технического решения блок геофизических приборов включает в себя гамма-каротаж и магнитный локатор муфт, датчики температуры и давления, влагомер и расходомер. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the block of geophysical instruments includes gamma-ray logging and magnetic locator of couplings, temperature and pressure sensors, a moisture meter and a flow meter.
В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный электрогидравлический излучатель выполнен модульной конструкцией и состоит из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника, при этом блок стабилизации содержит повышающий-развязывающий трансформатор, который также осуществляет питание блока поджига плазмы в разрядном промежутке, In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the downhole electro-hydraulic emitter is made in a modular design and consists of a stabilization unit, a capacitor unit and a plasma spark gap, while the stabilization unit contains a step-up decoupling transformer that also powers the plasma ignition unit in the discharge gap,
В частном случае реализации заявленного технического решения конденсаторы соединены в блоке конденсаторов параллельно.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the capacitors are connected in parallel in the block of capacitors.
В частном случае реализации заявленного технического решения мощность скважинного электрогидравлического излучателя за счёт использования дополнительных блоков конденсаторов, регулируется в диапазоне 0,5 до 3 кДж. In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the power of the borehole electro-hydraulic emitter due to the use of additional blocks of capacitors is regulated in the range of 0.5 to 3 kJ.
В частном случае реализации заявленного технического решения плазменный разрядник состоит из корпуса с внутренней полостью, верхней частью соединенного с соединительной втулкой, а нижней частью соединенного с опорной втулкой, в полости корпуса расположен цилиндр, закрепленный на средней части опорной втулки, а цилиндр содержит поршень со штоком и пружиной, на верхней части поршня закреплен механизм подачи проволоки, выполненный в виде рычага с опорной площадкой и кулисой с пружиной, при этом на опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке, выполнены направленные насечки, к цилиндру прикреплены четыре стержня, являющиеся основанием для узла крепления катушки, в опорной втулке выполнены отверстия для расположения и крепления отрицательного и положительного электродов, при этом электроды выполнены изолированными с открытыми участками, обеспечивающими плазменный разряд, в отрицательном электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки, снизу на опорной втулке посредством стоек закреплен направляющий конус.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the plasma arrester consists of a housing with an internal cavity, the upper part connected to the connecting sleeve, and the lower part connected to the supporting sleeve, in the cavity of the housing there is a cylinder mounted on the middle part of the supporting sleeve, and the cylinder contains a piston with a rod and a spring, on the top of the piston, a wire feed mechanism is fixed, made in the form of a lever with a support platform and a link with a spring, while on the support platform and the link from the side, When connected to a wire, directional notches are made, four rods are attached to the cylinder, which are the basis for the coil mounting unit, holes for locating and fixing the negative and positive electrodes are made in the support sleeve, while the electrodes are insulated with open areas providing plasma discharge, in the negative the electrode has an axial hole for the passage of the wire, a guide cone is fixed from below on the support sleeve by means of racks.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of embodiments of the claimed technical solution using the drawings, which show:
Фиг. 1 – горизонтальная скважина с комплексным устройством;FIG. 1 - horizontal well with an integrated device;
Фиг.2 – продольный разрез скважинного акустического излучателя;Figure 2 is a longitudinal section of a borehole acoustic emitter;
Фиг.3 – излучатель с плазменным разрядником;Figure 3 - emitter with a plasma spark gap;
Фиг.4 – скважинный электрогидравлический прибор.Figure 4 - downhole electro-hydraulic device.
На фигуре цифрами обозначены следующие позиции: In the figure, the numbers indicate the following positions:
1 – соединительная втулка; 2 – корпус разрядника; 3 – катушка; 4 – узел крепления; 5 – стержень; 6 – проволока; 7 – цилиндр; 8 – поршень; 9 – опорная втулка; 10; 11; 12 – проволока; 13 – кулиса с пружиной; 14 – опорная площадка; 15; 16; 17 – электроды; 18 – отверстия в поршне; 19 – отрицательный электрод; 20 – положительный электрод; 21 – винт; 22 – клемма; 23 – изоляция; 24 – электрогидравлический излучатель с плазменным разрядником; 25 – блок геофизических приборов; 26 – скважинный акустический излучатель; 27 – податчик шланго-кабеля; 28 – шланго-кабель; 29 – спецподъемник; 30 - корпус; 31 - пьезопреобразователь; 32 - стяжной винт; 33 - резинометаллическая прокладка; 34 - прокладка; 35 - втулка; 36 - деталь, образованная заливкой резинопластиковой композиции; 37 - металлический тросик; 38 - гайка; 39 - электропровода; 40 - соединительный узел; 41 - винт; 42 - гайка; 43 - пробка.1 - connecting sleeve; 2 - arrester housing; 3 - coil; 4 - mount; 5 - a core; 6 - wire; 7 - cylinder; 8 - a piston; 9 - supporting sleeve; 10; eleven; 12 - wire; 13 - backstage with a spring; 14 - reference platform; fifteen; 16; 17 - electrodes; 18 - holes in the piston; 19 - negative electrode; 20 - positive electrode; 21 - screw; 22 - terminal; 23 - isolation; 24 - electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap; 25 - block geophysical instruments; 26 - downhole acoustic emitter; 27 - hose feeder; 28 - hose-cable; 29 - special lift; 30 - case; 31 - piezoelectric transducer; 32 - coupling screw; 33 - rubber gasket; 34 - gasket; 35 - sleeve; 36 - detail formed by filling the rubber composition; 37 - a metal cable; 38 - nut; 39 - electric wires; 40 - connecting node; 41 - screw; 42 - nut; 43 - cork.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Данные результаты достигаются применением способа воздействия на пласт, который включает в себя доставку в горизонтальное окончание скважины комплексного устройства воздействия. Комплексное устройство включает в себя акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электрогидравлический излучатель с плазменным разрядником, которые соединяются между собой типовыми геофизическими переходниками.These results are achieved by applying a method of stimulating a formation, which includes delivering a complex stimulation device to the horizontal end of a well. The complex device includes a radial acoustic emitter, a block of geophysical instruments and an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, which are interconnected by typical geophysical adapters.
Скважинный акустический излучатель радиального типа конструктивно устроен так, что позволяет изготавливать его длиной до 50 метров. A radial borehole acoustic emitter is structurally designed so that it can be made up to 50 meters long.
Конструкция скважинного акустического прибора поясняется иллюстрацией (Фиг.2), на которой отображен продольный разрез устройства. The design of the downhole acoustic device is illustrated by the illustration (Figure 2), which shows a longitudinal section of the device.
Скважинный акустический излучатель включает верхнюю головку, обеспечивающую соединение с контактным устройством под кабельный наконечник, нижнюю головку, соединенные друг с другом в единую конструкцию металлические герметичные корпусы (30), в которых размещены парами пьезопреобразователи (31) со смещением относительно друг друга на угол 90°. Пьезопреобразователи (31) состоят из продольно-поляризованных, электрически соединенных пьезокерамических шайб (по 5 шт. в каждом пьезопреобразователе). Пьезопреобразователи (31) скрепляются между собой стяжными винтами (32) (4 шт.). Между пьезопреобразователями установлены резинометаллические прокладки (33). Для надежной фиксации пьезопреобразователей (31) в корпусе (30) установлены втулки (35), к которым прикреплены стяжные винты (32).The downhole acoustic emitter includes an upper head providing connection with a contact device for a cable lug, a lower head, metal-sealed metal housings (30) connected to each other in a single structure, in which piezoelectric transducers (31) are placed in pairs with an angle of 90 ° relative to each other . Piezoelectric transducers (31) consist of longitudinally polarized, electrically connected piezoceramic washers (5 pcs. In each piezoelectric transducer). Piezoelectric transducers (31) are fastened together by tightening screws (32) (4 pcs.). Between piezoelectric transducers rubber-metal gaskets are installed (33). For reliable fixation of the piezoelectric transducers (31), sleeves (35) are installed in the housing (30), to which the coupling screws (32) are attached.
В настоящем устройстве обеспечивается независимая работа каждого пьезопреобразователя (31), размещенного в корпусе (30). Это обусловлено взаимным расположением пьезопреобразователей (31), а также наличием резинометаллических прокладок (33). Такое конструктивное выполнение позволяет повышать избирательность акустического воздействия на скважину, призабойную зону, пласт.This device provides independent operation of each piezoelectric transducer (31) located in the housing (30). This is due to the mutual arrangement of the piezoelectric transducers (31), as well as the presence of rubber-metal gaskets (33). Such a constructive implementation allows to increase the selectivity of acoustic impact on the well, bottomhole zone, formation.
Верхний и нижний корпусы (30) соединяются между собой металлическими тросиками (37) (4 шт.) и деталью (36), образованной резинопластиковой заливкой места стыка двух корпусов (30) с небольшим зазором. Такое конструктивное выполнение обеспечивает гибкость, что позволяет беспрепятственно проходить искривленные участки скважины. Кроме того, соединение корпусов (30) с помощью металлических тросиков и детали (36) обеспечивает повышение поперечной податливости корпусов (30), что повышает КПД излучения в радиальном направлении. Такое устройство также имеет более длительный срок службы, поскольку наличие гибкого соединения корпусов (30) исключает его разрушение под действием высокого давления в скважине и делает устройство менее хрупким. Крепление и герметизация корпуса (30) происходят за счет сжатия и расширения в радиальном направлении резиновой прокладки (34) сжимающими гайками (38), которые прикреплены к втулкам (35) (привинчены или приварены). Гайки (38) имеют выступающие части, обеспечивающие прикрепление к ним металлических тросиков (37). Из них выполняется петля (замкнутое соединение), которая одновременно накидывается на выступающие части гаек (38), расположенных в двух соседних корпусах 30.The upper and lower cases (30) are interconnected by metal cables (37) (4 pcs.) And the part (36) formed by the rubber-plastic filling of the junction of the two buildings (30) with a small gap. This design provides flexibility that allows you to freely pass the curved sections of the well. In addition, the connection of the housings (30) using metal cables and the part (36) provides an increase in the lateral compliance of the housings (30), which increases the radiation efficiency in the radial direction. Such a device also has a longer service life, since the flexible connection of the housings (30) eliminates its destruction under the action of high pressure in the well and makes the device less fragile. The casing (30) is secured and sealed by compressing and radially expanding the rubber gasket (34) with compression nuts (38), which are attached to the bushings (35) (screwed or welded). The nuts (38) have protruding parts, which ensure the attachment of metal cables to them (37). Of these, a loop (closed connection) is performed, which simultaneously slips on the protruding parts of the nuts (38) located in two
Пьезокерамические шайбы скрепляются вплотную друг к другу с помощью металлических шайб, винта (41) и гайки (42). Предварительное напряжение пьезокерамических шайб осуществляется с помощью винта (41) и гайки (42). С помощью заданного напряжения возможно настроить частоту резонанса и значение импеданса каждого пьезопреобразователя (31) под необходимые значения в момент сборки. Дополнительная герметизация и крепление корпусов (30) обеспечиваются за счет резинопластиковой заливки (36) в местах стыка двух соседних корпусов (30). Электропитание к пьезопреобразователям подается по проводам (39), которые проходят через канал для электропроводов. Пьезопреобразователи (31) подсоединяются к проводам (39) по параллельной схеме. Провода (39) между двумя соседними корпусами (30) соединяются при помощи стандартных геофизических соединительных узлов («пятаков») (40) и заливаются резинопластиком. Для предотвращения попадания резинопластика внутрь корпуса (30) в цилиндрические отверстия втулок (35) установлены резиновые пробки (43). Внешняя и внутренняя поверхности корпуса (30) может иметь углубления желобообразной формы, выполненные фрезерованием по длине корпуса (30) (на чертеже не показано). Наличие таких углублений обеспечивает определенную направленность акустического излучения, а также приводит к поперечной податливости корпуса (30). Такое конструктивное выполнение позволяет получить излучение в радиальном направлении.Piezoceramic washers are fastened together with metal washers, a screw (41) and a nut (42). Piezoceramic washers are prestressed using a screw (41) and a nut (42). Using a given voltage, it is possible to adjust the resonance frequency and the impedance value of each piezoelectric transducer (31) to the required values at the time of assembly. Additional sealing and fastening of the housings (30) are ensured by rubber-plastic pouring (36) at the junction of two adjacent buildings (30). Power is supplied to the piezoelectric transducers via wires (39), which pass through the channel for electric wires. Piezoelectric transducers (31) are connected to wires (39) in a parallel circuit. Wires (39) between two adjacent housings (30) are connected using standard geophysical connecting nodes ("five-copecks") (40) and filled with rubber. To prevent rubber from entering the housing (30) into the cylindrical holes of the bushings (35), rubber plugs (43) are installed. The outer and inner surfaces of the housing (30) may have grooves in the form of a groove that are milled along the length of the housing (30) (not shown in the drawing). The presence of such recesses provides a certain directivity of acoustic radiation, and also leads to lateral compliance of the body (30). Such a structural embodiment allows to obtain radiation in the radial direction.
Блок электроники герметично соединен с корпусом (30) (на чертеже не показано), предназначен для формирования сигнала с рабочей частотой пьезопреобразователей (31) и для автоматической корректировки параметров работы пьезопреобразователей (31) (частота, напряжение, фазовый сдвиг) непосредственно во время работы в зависимости от результатов обработки в блоке электроники сигналов, снимаемых со встроенных датчиков контроля работы пьезопреобразователей (31).The electronics unit is hermetically connected to the housing (30) (not shown in the drawing), designed to generate a signal with the working frequency of the piezoelectric transducers (31) and to automatically adjust the parameters of the piezoelectric transducers (31) (frequency, voltage, phase shift) directly during operation depending on the processing results in the electronics block of signals taken from the built-in sensors for monitoring the operation of piezoelectric transducers (31).
Излучатель работает в двух режимах: постоянный и импульсный. В постоянном режиме излучатель работает на частотах, близких к 20000 Гц. На этих частотах действуют эффекты ультразвука:The emitter operates in two modes: continuous and pulsed. In constant mode, the emitter operates at frequencies close to 20,000 Hz. At these frequencies, the effects of ultrasound:
- разрыв межмолекулярных связей (разрушение устойчивых связей на границе пор и флюида);- breaking intermolecular bonds (breaking stable bonds at the boundary of pores and fluid);
- капиллярный эффект;- capillary effect;
- разрушение кольматанта, асфальтосмолопарафиновых и минеральных отложений;- the destruction of colmatant, asphalt tar, and mineral deposits;
- изменение реологии нефти, приближение ее свойств к свойствам ньютоновской жидкости.- a change in the rheology of oil, the approximation of its properties to the properties of Newtonian fluid.
За счет этих эффектов очищаются поры призабойной зоны пласта в радиусе около 3 метров и перфорационные отверстия.Due to these effects, the pores of the bottom-hole formation zone are cleaned within a radius of about 3 meters and perforations.
В импульсном режиме излучатель работает на частотах около 100 Гц. При данном режиме длина волны составляет несколько десятков метров, в зависимости от среды распространения (например, в воде составляет 15 метров). Ее особенностью является незначительное затухание на больших расстояниях (более 1000 метров). При импульсе работают высокие пусковые токи (до 10 А) и происходят выбросы мощной энергии (около 20 кДж в час), что позволяет звуковой волне распространяться на расстояние до 1000 метров, незначительно теряя эффективность. Это позволяет воздействовать на всю область питания скважины и привлекать в работу застойные зоны.In pulsed mode, the emitter operates at frequencies of about 100 Hz. In this mode, the wavelength is several tens of meters, depending on the propagation medium (for example, in water is 15 meters). Its feature is a slight attenuation at large distances (more than 1000 meters). At an impulse, high inrush currents (up to 10 A) operate and powerful energy emissions occur (about 20 kJ per hour), which allows the sound wave to spread to a distance of up to 1000 meters, slightly losing efficiency. This allows you to affect the entire supply area of the well and to attract stagnant zones.
Конструкция ультразвукового излучателя выполнена таким образом, что позволяет пропускать через него дополнительные электрические жилы. Что позволяет подключить к нему блок геофизических приборов (выполненный также проходным).The design of the ultrasonic emitter is made in such a way that allows additional electrical conductors to pass through it. That allows you to connect to it a block of geophysical instruments (also made through passage).
Блок геофизических приборов включает в себя ГК МЛМ (гамма-каротаж и магнитный локатор муфт), датчики температуры и давления, влагомер и расходомер. The block of geophysical instruments includes MLM Group (gamma-ray logging and magnetic locator of couplings), temperature and pressure sensors, a moisture meter and a flow meter.
ГК МЛМ позволяет осуществить привязку прибора по глубине скважине и положению прибора в горизонтальном стволе, для точного осуществления обработки. Остальные приборы позволяют в режиме реального времени отслеживать работу скважины и работу излучателя. Это позволяет выполнить три задачи:GK MLM allows you to bind the device to the depth of the well and the position of the device in the horizontal well, for accurate processing. Other instruments allow real-time monitoring of well operation and emitter operation. This allows you to perform three tasks:
1. Контроль за работой скважины и излучателя.1. Monitoring the operation of the well and the emitter.
2. Возможность корректировки работы излучателя в зависимости от полученных параметров.2. The ability to adjust the operation of the emitter depending on the parameters obtained.
3. Подтверждение эффективности работы предлагаемого комплекса устройств.3. Confirmation of the effectiveness of the proposed complex devices.
После блока приборов присоединяется электрогидравлический излучатель с плазменным разрядником (фиг.3). Излучатель имеет конструктивные особенности, отличающие его от применяемых аналогов.After the instrument cluster joins an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap (figure 3). The emitter has design features that distinguish it from the analogues used.
Конструктивно электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником (ЭГКПР) состоит из двух основных частей: наземный блок питания и управления и скважинного электрогидравлического излучателя. Structurally, the electro-hydraulic complex with a plasma spark gap (EGKPR) consists of two main parts: a ground power and control unit and a borehole electro-hydraulic emitter.
На поверхности комплексное устройство через шланго-кабель присоединяется к многофункциональному пульту контроля и управления (МФПКУ). МФПКУ состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электрогидравлическим излучателем. On the surface, the integrated device is connected via a hose-cable to the multifunctional control and control panel (MFPKU). MFPKU consists of blocks: a power supply and control unit for an acoustic emitter, a log recorder, a power supply and control unit for an electro-hydraulic emitter.
Все они связаны через шланго-кабель (внутри которого проходят электрические жилы) с устройствами, доставленными в горизонтальную скважину, и выполняют функции питания и управления.All of them are connected through a hose-cable (inside of which electric conductors pass) with devices delivered to a horizontal well and perform power and control functions.
Скважинный электрогидравлический излучатель имеет модульную конструкцию (фиг. 4), состоящую из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника. Он имеет длину не более 3 метров и диаметр не более 44 мм, что обеспечивает свободный проход прибора через все существующие НКТ. The borehole electro-hydraulic emitter has a modular design (Fig. 4), consisting of a stabilization unit, a capacitor unit and a plasma spark gap. It has a length of not more than 3 meters and a diameter of not more than 44 mm, which ensures free passage of the device through all existing tubing.
В блок стабилизации входит повышающий-развязывающий трансформатор, который также осуществляет питание блока поджига плазмы в разрядном промежутке. В блоке конденсаторов используются конденсаторы: один вывод - коаксиальная шпилька, второй - цилиндрический корпус – получается соединение параллельно в батарею простым креплением шпилек. Такая конструкция занимает минимум пространства и позволяет использовать малогабаритные комплектующие.The stabilization unit includes a step-up decoupling transformer, which also powers the plasma ignition unit in the discharge gap. Capacitors are used in the block of capacitors: one pin is a coaxial pin, the second is a cylindrical body - you get a parallel connection to the battery by simple fastening of the pins. This design takes up a minimum of space and allows the use of small components.
Модульность конструкции позволяет наращивать мощность скважинного электрогидравлического излучателя за счет использования дополнительных блоков конденсаторов, в необходимом диапазоне, например от 0,5 до 3 кДж. Модульность обеспечивается за счёт применения специального резинопластикового соединения, усиленного тросиками.The modularity of the design allows you to increase the power of the downhole electro-hydraulic emitter due to the use of additional blocks of capacitors, in the required range, for example from 0.5 to 3 kJ. Modularity is ensured through the use of a special rubber-plastic compound reinforced with cables.
Особую роль в изобретении играет конструкция плазменного разрядника. В отличие от прототипа он имеет не электрический, а механический привод. Он выполнен в виде блочной, легко разбираемой конструкции, которая позволяет легко заменять любые детали, а также устанавливать новую катушку с проволокой, что особенно важно в полевых условиях. Корпус разрядника (2) навинчивается на соединительную втулку (1) и фиксируется винтом. В нижней части к корпусу разрядника привинчена опорная втулка из стеклотекстолита (9), к которой крепятся все остальные элементы. В средней части втулки ввинчивается цилиндр (7), в котором установлен поршень (8) со штоком и пружиной. В поршне выполнены отверстия (18) для выравнивания давления надпоршневого пространства с давлением в скважине. К верхней части поршня крепится механизм подачи проволоки (6), одновременно являющийся ограничителем, удерживающим поршень в заданном положении. Механизм подачи представляет собой рычаг с опорной площадкой (14) и кулисой с пружиной (13). На опорной площадке и кулисе со стороны, обращённой к проволоке (12), сделаны специальные направленные насечки, позволяющие двигаться механизму подачи вверх, не воздействуя на проволоку, и при движении вниз, обеспечивающие зацепление с проволокой.A special role in the invention is played by the design of the plasma arrester. Unlike the prototype, it has not an electric, but a mechanical drive. It is made in the form of a block, easily disassembled design, which allows you to easily replace any parts, as well as install a new coil with wire, which is especially important in the field. The arrester housing (2) is screwed onto the connection sleeve (1) and secured with a screw. In the lower part, a support sleeve made of fiberglass (9) is screwed to the arrester housing, to which all other elements are attached. In the middle part of the sleeve, a cylinder (7) is screwed in, in which a piston (8) with a rod and a spring is installed. Holes (18) are made in the piston to equalize the pressure of the over-piston space with the pressure in the well. A wire feed mechanism (6) is attached to the upper part of the piston, which is also a limiter that holds the piston in a predetermined position. The feed mechanism is a lever with a support platform (14) and a link with a spring (13). On the supporting platform and the backstage from the side facing the wire (12), special directional notches have been made, allowing the feed mechanism to move upward without affecting the wire, and when moving downward, providing engagement with the wire.
К цилиндру (7) крепится 4 стержня (5), которые являются основанием для узла крепления (4) катушки (3). Стержни также обеспечивают удержание цилиндра от выбивания из втулки (9) при воздействии поршня (8), за счёт опоры на соединительную втулку (1).Four rods (5) are attached to the cylinder (7), which are the basis for the attachment unit (4) of the coil (3). The rods also ensure that the cylinder is kept from knocking out of the sleeve (9) when exposed to the piston (8), due to the support on the connecting sleeve (1).
В опорной втулке (9) выполнены 2 отверстия для крепления электродов (17, 19). Электроды имеют изоляцию (23), исключающую перетекание тока. Открытыми являются только участки, обеспечивающие плазменный разряд. К положительному электроду (20) крепится силовой провод при помощи клеммы (22) и специального винта (21). К отрицательному электроду (19) также крепится силовой провод, но в электроде сделано специальное осевое отверстие для прохождения проволоки (12). Для герметизации отверстия используется специальная герметизирующая вставка (15).In the supporting sleeve (9), 2 holes are made for attaching the electrodes (17, 19). The electrodes are insulated (23), eliminating the flow of current. Only areas providing a plasma discharge are open. The power wire is attached to the positive electrode (20) using the terminal (22) and a special screw (21). A power wire is also attached to the negative electrode (19), but a special axial hole is made in the electrode for the passage of wire (12). To seal the hole, a special sealing insert (15) is used.
Снизу к опорной втулке с помощью стоек (10) крепится направляющий конус (11). Он обеспечивает свободное движение СЭГП по НКТ и одновременно, вместе со стойками, защищает электроды от механического воздействия.From below, a guide cone (11) is fastened to the support sleeve using racks (10). It provides free movement of the SEGP along the tubing and at the same time, together with the racks, protects the electrodes from mechanical stress.
Работа электрогидравлического комплекса осуществляется следующим образом. Наземный блок питания подключается к сети переменного тока напряжением 220 В, преобразует его в постоянный ток и передаёт по геофизическому кабелю в блок стабилизации и блок конденсаторов. Электрическая энергия накапливается в конденсаторах и при их наполнении происходит плазменный разряд через электроды (17, 18), соединённые проволокой (12), которая предварительно выставляется в нужное положение. В результате плазменного разряда происходит электрогидравлический удар, воздействующий на нефтяной пласт и его призабойную зону, что способствует стимуляции повышения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти.The operation of the electro-hydraulic complex is as follows. The ground power supply unit is connected to an alternating current network with a voltage of 220 V, converts it to direct current and transfers it via a geophysical cable to the stabilization unit and the capacitor unit. Electric energy is accumulated in the capacitors and when they are filled, a plasma discharge occurs through the electrodes (17, 18) connected by a wire (12), which is previously set to the desired position. As a result of a plasma discharge, an electrohydraulic shock occurs, affecting the oil reservoir and its bottomhole zone, which helps to stimulate enhanced oil recovery and intensify oil production.
Ударная волна воздействует также на поршень (8), который поднимается вверх, сжимает пружину и перемещает механизм подачи проволоки (6). Поверхности опорной площадки (14) и кулисы (13) легко скользят по проволоке (12) вверх. При распрямлении пружины механизм подачи опускается вниз и за счёт специальных насечек на опорной площадке и кулисе и пружины кулисы, обеспечивающей её прижатие, тянут проволоку вниз через отрицательный электрод до контакта с положительным электродом. Затем весь цикл повторяется.The shock wave also acts on the piston (8), which rises, compresses the spring and moves the wire feed mechanism (6). The surfaces of the support platform (14) and the wings (13) easily slide up the wire (12). When the spring is straightened, the feed mechanism goes down and due to special notches on the support platform and the link and the link spring, which provides its pressing, pull the wire down through the negative electrode until it contacts the positive electrode. Then the whole cycle is repeated.
Таким образом:In this way:
Во-первых, излучатель имеет модульную конструкцию, что позволяет за счет различного количества модулей варьировать выделяемой энергией в интервале от 0,5 до 3 кДж (в зависимости от геологических характеристик скважины и ее конструкции).Firstly, the emitter has a modular design, which allows, due to a different number of modules, to vary the emitted energy in the range from 0.5 to 3 kJ (depending on the geological characteristics of the well and its design).
Во-вторых, в излучателе применяются конденсаторы, позволяющие минимизировать занимаемый объем. В результате длина излучателя в 2 раза меньше аналогов, а диаметр снижен до 52 миллиметров.Secondly, capacitors are used in the emitter to minimize the occupied volume. As a result, the length of the emitter is 2 times less than analogues, and the diameter is reduced to 52 millimeters.
В-третьих, в отличие от аналогов применяется механическое устройство протягивания проволоки, выполненное в виде быстросъемного блока, что позволяет менять провод в полевых условиях и избегать сложных электрических и электронных схем.Thirdly, unlike analogs, a mechanical wire-drawing device is used, made in the form of a quick-detachable unit, which allows changing the wire in the field and avoiding complex electrical and electronic circuits.
Комплексное устройство доставляется в горизонтальный участок скважины с помощью шланго-кабеля, который намотан на специальный барабан и приводится в действие специальной установкой для его сматывания-разматывания и специальным транспортером для его доставки в скважину. Данный подъемник со шланго-кабелем серийно выпускается многими заводами.The complex device is delivered to the horizontal section of the well with the help of a hose-cable, which is wound on a special drum and driven by a special installation for winding-unwinding and a special conveyor for its delivery to the well. This hose cable hoist is commercially available from many factories.
На поверхности комплексное устройство через шланго-кабель присоединяется к многофункциональному пульту контроля и управления (МФПКУ). МФПКУ состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электрогидравлическим излучателем. Все они связаны через шланго-кабель (внутри которого проходят электрические жилы) с устройствами, доставленными в горизонтальную скважину, и выполняют функции питания и управления.On the surface, the integrated device is connected via a hose-cable to the multifunctional control and control panel (MFPKU). MFPKU consists of blocks: a power supply and control unit for an acoustic emitter, a log recorder, a power supply and control unit for an electro-hydraulic emitter. All of them are connected through a hose-cable (inside of which electric conductors pass) with devices delivered to a horizontal well and perform power and control functions.
Реализация способа происходит следующим образом: На шланго-кабеле, с помощью специального подъемника, спускают в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электрогидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя. Проталкивая комплексное устройство до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, производится привязка приборов и снимаются параметры скважины до начала обработки.The implementation of the method is as follows: On a hose cable, using a special lift, a complex device consisting of an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, a geophysics unit and an acoustic emitter is lowered into the horizontal wellbore. Pushing the complex device to the end of the horizontal section, through the block of geophysics, the instruments are attached and the parameters of the well are taken before the start of processing.
В течение двух часов (время зависит от параметров скважины и рассчитано в лабораторных условиях) производится обработка ближней и дальней зон в постоянном (работа в течение часа на постоянной частоте 20кГц) и импульсном (работа 10 импульсов в секунду на частоте 100 Гц в течение часа) режимах, что приводит к восстановлению проницаемости ближней зоны и к движению пластового флюида в дальней и застойных зонах. Within two hours (the time depends on the parameters of the well and calculated in laboratory conditions), the near and far zones are processed in constant (work for an hour at a constant frequency of 20 kHz) and pulse (work of 10 pulses per second at a frequency of 100 Hz for an hour) modes, which leads to the restoration of the permeability of the near zone and to the movement of the reservoir fluid in the far and stagnant zones.
Затем включается электрогидравлический излучатель и производится обработка плазмой очищенного участка (до 50 метров) плазмой. Ударная волна высокого давления энергией до 3 кДж (величина энергии зависит от количества конденсаторов в модулях и рассчитывается математически), равномерно распределяется в радиальном направлении, создавая трещины в ближней зоне и выталкивая нефть из застойных зон. Затем подключается блок геофизики и снимаются текущие параметры, позволяющие, в случае необходимости, производить корректировку работы оборудования. Затем процессы повторяются до полного прохождения горизонтального участка скважины.Then the electro-hydraulic emitter is turned on and the plasma is processed by the plasma of the cleaned area (up to 50 meters). A high-pressure shock wave with an energy of up to 3 kJ (the energy value depends on the number of capacitors in the modules and is calculated mathematically) is evenly distributed in the radial direction, creating cracks in the near zone and pushing oil out of stagnant zones. Then the block of geophysics is connected and the current parameters are removed, allowing, if necessary, to adjust the operation of the equipment. Then, the processes are repeated until the horizontal section of the well passes completely.
Для эффективного и безопасного движения комплекса устройств по горизонтальному участку он оборудован центраторами и датчиком давления.For efficient and safe movement of the device complex along the horizontal section, it is equipped with centralizers and a pressure sensor.
Источники информацииInformation sources
1. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд.,1986, 253 с.1. Yutkin L.A. Electro-hydraulic effect and its application in industry. L .: Engineering, Leningrad Department, 1986, 253 pp.
2. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты, 2001, 260 с.2. Kuznetsov OL, Simkin EM, Chilingar J. Physical principles of vibration and acoustic impact on oil and gas reservoirs, 2001, 260 p.
3. Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Курьянов Ю.А. и др. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред, 2007, 432 с. 3. Kuznetsov O. L., Chirkin I. A., Kuryanov Y. A. et al. Seismic acoustics of porous and fractured geological media, 2007, 432 p.
4. Ревизский Ю.В., Дыбленко В.П. Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов. М., Недра, 2002, 300 с.4. Revizsky Yu.V., Dyblenko V.P. Research and justification of the oil recovery mechanism using physical methods. M., Nedra, 2002, 300 p.
5. Патент № RU 2248591, Скважинный источник упругих колебаний, 2004 г.5. Patent No. RU 2248591, Downhole source of elastic vibrations, 2004
6. Патент № RU 2385472, Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода, 2007 г.6. Patent No. RU 2385472, Downhole seismic energy source, high voltage electrode assembly and low voltage electrode assembly, 2007
7. Патент № RU 2373386, Способ воздействия на призабойную зону скважины и нефтенасыщенные пласты (варианты) и устройство для его осуществления, 2008 г.7. Patent No. RU 2373386, the Method of impact on the bottom hole zone of the well and oil-saturated formations (options) and a device for its implementation, 2008
8. Patent № US 2012/0043075, Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.8. Patent No. US 2012/0043075, Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.
9. http://www.bluesparkenergy.net/wasp/#applications9. http://www.bluesparkenergy.net/wasp/#applications
Claims (12)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017110907A RU2640846C1 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation |
| US16/463,896 US20190383124A1 (en) | 2017-03-31 | 2017-11-15 | Method and device for restoring horizontal well productivity and stimulating a formation |
| PCT/RU2017/050118 WO2018182453A1 (en) | 2017-03-31 | 2017-11-15 | Method and device for restoring horizontal well productivity and stimulating a formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017110907A RU2640846C1 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640846C1 true RU2640846C1 (en) | 2018-01-12 |
Family
ID=63676472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017110907A RU2640846C1 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190383124A1 (en) |
| RU (1) | RU2640846C1 (en) |
| WO (1) | WO2018182453A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696740C1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-08-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" | Method and device of complex action for heavy oil and bitumen production by means of wave technology |
| CN113914822A (en) * | 2021-09-23 | 2022-01-11 | 武汉华工融军科技有限公司 | Shock wave discharge electrode, shock wave transmitter and unblocking system suitable for unblocking |
| RU2776516C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-07-21 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for developing a productive low-permeability reservoir |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3019285A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-02 | Blue Spark Energy Inc. | Device and method for cleaning a wellbore equipment |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU68579U1 (en) * | 2007-07-24 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз) | DEVICE FOR ACOUSTIC INFLUENCE ON OIL AND GAS-BASED LAYER |
| RU2373386C1 (en) * | 2008-07-01 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" | Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation |
| WO2011145979A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Dyblenko Valeriy Petrovich | Method for treating a productive formation and borehole equipment for the implementation of same |
| RU2478780C1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation |
| RU131062U1 (en) * | 2013-04-10 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИЛМАСОНИК" | Borehole Acoustic Device |
| RU2600249C1 (en) * | 2014-01-24 | 2016-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and device of impact on oil-saturated formations and bottomhole zone of horizontal well |
-
2017
- 2017-03-31 RU RU2017110907A patent/RU2640846C1/en active
- 2017-11-15 WO PCT/RU2017/050118 patent/WO2018182453A1/en active Application Filing
- 2017-11-15 US US16/463,896 patent/US20190383124A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU68579U1 (en) * | 2007-07-24 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз) | DEVICE FOR ACOUSTIC INFLUENCE ON OIL AND GAS-BASED LAYER |
| RU2373386C1 (en) * | 2008-07-01 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" | Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation |
| WO2011145979A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Dyblenko Valeriy Petrovich | Method for treating a productive formation and borehole equipment for the implementation of same |
| RU2478780C1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation |
| RU131062U1 (en) * | 2013-04-10 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИЛМАСОНИК" | Borehole Acoustic Device |
| RU2600249C1 (en) * | 2014-01-24 | 2016-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" | Method and device of impact on oil-saturated formations and bottomhole zone of horizontal well |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Молчанов А.А. и др., Плазменно-импульсное воздействие на нефтяную залежь как на многофакторную диссипативную систему, Научно-технический вестник "Каротажник". 2011. No 2, с.94-105. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696740C1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-08-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" | Method and device of complex action for heavy oil and bitumen production by means of wave technology |
| US11346196B2 (en) | 2018-09-21 | 2022-05-31 | Ilmasonic-Science Limited Liability Company | Method and apparatus for complex action for extracting heavy crude oil and bitumens using wave technologies |
| CN113914822A (en) * | 2021-09-23 | 2022-01-11 | 武汉华工融军科技有限公司 | Shock wave discharge electrode, shock wave transmitter and unblocking system suitable for unblocking |
| CN113914822B (en) * | 2021-09-23 | 2024-05-28 | 武汉华工融军科技有限公司 | Shock wave discharge electrode, shock wave emitter and unblocking system suitable for unblocking |
| RU2776516C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-07-21 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for developing a productive low-permeability reservoir |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190383124A1 (en) | 2019-12-19 |
| WO2018182453A1 (en) | 2018-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190257184A1 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
| US6227293B1 (en) | Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge | |
| US5184678A (en) | Acoustic flow stimulation method and apparatus | |
| AU2001232892B2 (en) | Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs | |
| US20110139441A1 (en) | System, apparatus and method for stimulating wells and managing a natural resource reservoir | |
| RU2640846C1 (en) | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation | |
| RU2630012C1 (en) | Method and for ultrasonic intensification of oil production and device for its implementation | |
| US20070256828A1 (en) | Method and apparatus for reducing a skin effect in a downhole environment | |
| AU2001232892A1 (en) | Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs | |
| US9988877B2 (en) | Device for cleaning water wells | |
| RU2696740C1 (en) | Method and device of complex action for heavy oil and bitumen production by means of wave technology | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| US11572766B2 (en) | Waveform energy generation systems and methods of enhancing matrix permeability in a subsurface formation | |
| US20090173492A1 (en) | Surface activated downhole spark-gap tool | |
| RU144631U1 (en) | ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS | |
| RU2717845C1 (en) | Emitter for acoustic action on bottomhole zone of oil wells | |
| US10655412B2 (en) | Electro-hydraulic complex with a plasma discharger | |
| US11325155B2 (en) | Immersible ultrasonic transmitter | |
| RU2008130459A (en) | METHOD FOR MEASURING INLINE DOWN PARAMETERS | |
| WO2015190944A1 (en) | Downhole acoustic apparatus for treating the bottomhole regions of oil and gas reservoirs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180515 |