WO2013073997A2 - Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления - Google Patents

Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2013073997A2
WO2013073997A2 PCT/RU2012/000937 RU2012000937W WO2013073997A2 WO 2013073997 A2 WO2013073997 A2 WO 2013073997A2 RU 2012000937 W RU2012000937 W RU 2012000937W WO 2013073997 A2 WO2013073997 A2 WO 2013073997A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tubing
discharge
oil
arresters
unit
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000937
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013073997A3 (ru
Inventor
Вадим Викторович ЛЫКОВ
Сергей Константинович ДОЛЖАНСКИЙ
Original Assignee
Lykov Vadim Viktorovich
Dolzhansky Sergei Konstantinovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lykov Vadim Viktorovich, Dolzhansky Sergei Konstantinovich filed Critical Lykov Vadim Viktorovich
Publication of WO2013073997A2 publication Critical patent/WO2013073997A2/ru
Publication of WO2013073997A3 publication Critical patent/WO2013073997A3/ru

Links

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
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells

Definitions

  • the invention relates to the oil industry and is intended to eliminate and prevent the formation of asphaltene resins of pure and paraffin deposits (paraffin deposits) in oil and gas wells and pipelines, as well as other deposits in various pipelines.
  • the formation of persistent emulsions in wells in combination with paraffin deposits in the reservoir leads to a significant decrease in oil production.
  • a known method of heating a downhole fluid with a heating cable (NK) above the melting point of an ARPD [1-5], used to eliminate and Prevention of the formation of paraffin deposits consists in the fact that the product is heated in the tubing by passing an electric current through the oil pipe through the supply core. Heat generation is regulated by the depth of sedimentation, measuring the electric power in the relay mode so that the temperature in the well is 5-50 ° C higher than the melting point of the paraffin deposits. At the same time, the temperature of the electrical insulation of the heating elements is controlled, limiting it to the melting temperature of the insulation.
  • a device for implementing this method in various embodiments contains one or more insulated heating elements and a conductive core, as well as a current contactor between them, and the heating elements and conductive core are combined by common electrical insulation in one design in the form of a multicore cable [1-4]. Moreover, the NC located outside the tubing consumes significantly more energy compared to the same cable located inside the tubing [5].
  • M points heating elements
  • EHD devices to increase well production by affecting the bottom hole are industrially used, for example, by Waterhunters [9] and are implemented in various designs [10,1 1].
  • a distinctive feature of these methods is a significant pulse energy: up to 5 kJ with an output power of up to 500 MW and use only in the near-wellbore zone, which limits the scope of such methods for cleaning wells.
  • An electric discharge in a liquid medium is accompanied by the formation of shock waves with a large pressure amplitude at the front, which is used as a powerful source of mechanical energy with a high efficiency.
  • the working medium which is an inhomogeneous liquid, is saturated with vapors as a result of turbulence, gas bubbles are formed in it, dispersed particles of solid rocks that are peeled off during crushing and destruction are dissolved and mixed. [fourteen].
  • the structure of the oil liquid changes, a water-oil emulsion is formed, heavy fractions are destroyed, the viscosity of the oil is reduced, and its physicochemical properties generally change.
  • local heating occurs in the liquid itself and significant heat energy is released at high efficiency [14-17].
  • the technical result achieved is to reduce power consumption and increase well production.
  • FIG 1. schematically depicts a local section of tubing processing with a discharge unit. On it are indicated:
  • FIG. 2 schematically shows the device and the features of the placement of its nodes in the well. On it are indicated:
  • BR ⁇
  • BR BR
  • BR BP N - distribution blocks
  • R pr bottom hole arrestor
  • L n (n . J) distance between adjacent BRs
  • AL n - tubing processing section with ⁇ th BR 17 - control unit on the surface (BU)
  • 18 - capacitor bank BU 19 - charger capacitor bank BU
  • the power cable (CP) is lowered by the number of conductors in it from 1 to 20 with or without a cable (from Fig. 1,2) to the length from the mouth to the bottomhole zone or to the depth of the possible formation of an ARPD.
  • the number of conductors in it is from 1 to 20.
  • N blocks are attached to the gearbox bit (BRP) number from 1 to 1 LLC pieces at a distance Ln (n-1) from 1 m to 5000 m from each other, and each ⁇ -th BRP process their fifth section of tubing length (AL n ,.) from 1 m to 1000 m.
  • p BR generates pulses or pulse packets voltage with an amplitude of 10 V up to 50 kV, duration from 1 not to 100 ms, with a front from 0.1 ns to 1 ms, a fall from 1 not to 1 ms, a repetition rate from 0.001 Hz to 1 MHz, duty cycle 148 ⁇ Instructor ⁇ Pulses from discharge cables (RC) by the number of conductors in it from 1 to 20 from each BR P arrive at dischargers of 1 to 100 in the group (R t ) with the number of electrodes from 2 to 10 and a total of 1 to 10,000, which are mounted on the gearbox at a distance As m (m .i ) from each other.
  • RC discharge cables
  • a discharge is produced on any of the arresters, independently of other dischargers or on any group of dischargers selected from their total number and local heating at the place of the discharge is initiated simultaneously with the discharge, electrohydrodynamic shock waves (EGDU) and, in the complex of the indicated actions on all dischargers, increase the temperature
  • EGDU electrohydrodynamic shock waves
  • the tubing is higher than the melting point of the paraffin wax, they clean the tubing with shock waves, destroy solid fractions of the oil liquid in the product, reduce the viscosity of the product, and prevent precipitation of AFS the AFS and eliminate precipitated.
  • the arresters are initially located in places with the lowest temperature in the tubing, in accordance with the thermogram of the well.
  • a certain number of arresters for example, from 1-100. (As a modification of the system) is located in the annulus below dynamic level to the bottomhole zone of the well and they are supplied with pulses or controllers on the surface or BR, which is placed in the annulus.
  • BR and arresters have centralizers.
  • Arrester can have 2, 3 or more electrodes (up to 10).
  • one electrode is attached to the central core to which a voltage pulse is applied, the other electrode is attached to an external grounded cable conductor screen.
  • the discharges are formed by 3 electrode dischargers, then two electrodes of which are supplied with a separate cable or another conductor of the main cable with a constant voltage supply voltage of the spark gap (NPR) from 1 V to 50 kV from storage capacitors BR (or control unit) with a total capacity of 0.1 nF up to 1000 mF, and a pulse is applied to the 3rd electrode of the spark gap, which is formed by the BR, while the SCR, capacitors, their charge and discharge times and pulse parameters are selected separately for each spark gap depending on its location, so that s Maximum dissipated power.
  • NPR spark gap
  • BR or control unit
  • the arresters are located at such a distance from each other to ensure heating of the oil fluid in the tubing (oil pipeline) above the temperature of formation of paraffin deposits.
  • a certain amount of 1 to 100 arresters is located in the bottomhole zone, lowering them through the tubing and / or annulus.
  • pulse energy with increased power (1-5 kJ) is necessary, and pulse parameters must be selected so that the conversion of electricity (discharge) into a shock wave with maximum power.
  • the control unit and / or BR provides an appropriate mode.
  • BRs and / or controllers form discharge pulses of duration and voltage which are selected from the conditions of occurrence of a shock wave with maximum power, and are fed to bottom-hole arresters.
  • the resulting electrohydrodynamic shock affects the perforation and bottomhole layer, destroys solid fractions in the oil fluid, reduces the viscosity of the oil fluid, cleans the perforations and supply channels of the oil and gas bearing formation from mechanical impurities and paraffin deposits, prevents their formation and prevents the perforation from clogging with mechanical impurities, and as a result increases the influx of oil fluids and thereby increase the flow rate of the well.
  • the difference between the proposed device and the known ones is that the arresters are located and work in the bottomhole zone constantly. If for processing a well, where the perforation and supply channels have already been clogged with mechanical impurities, significant energy is required (up to 5 kJ) [9] - in fact an explosion (for comparison, 4.6 kJ is equivalent to 1 g of TNT) to shake the bottom hole and perforation, then in the presented method is continuous "Shaking", which prevents clogging of the perforation and supply channels with impurities and requires significantly less energy.
  • BR n receives signals from a number of temperature sensors from 1 to 100.
  • the controller compares the temperature to a certain point of its section with the formation of paraffin temperature (which can also be made by the well thermogram) in the case of a decrease in the temperature at less than the temperature of formation AFS sends in this place a discharge pulse, thus increasing the energy efficiency of the system.
  • the effective diameter (taking into account the sticking of various impurities to the walls of the tubing) of the tubing or oil pipeline is measured, which is especially important for long oil pipelines with a large diameter or deep wells.
  • the measurement is performed by acoustic sensors or piezoelectric transducers according to the principle of echolocation, for which the BR has an echolocation unit (9, Fig. 1) that generates and sends an appropriate echo pulse to them. Sensors are attached to the centralizer.
  • the pressure sensors located in the vicinity of the mouth from 1 to 100, acoustic sensors, temperature sensors control the overall process at the outlet of the tubing (or oil pipeline) and the signals from them arrive at the surface control unit, which can also control the flow of the discharge pulse to the spark gap.
  • Controller BR (1 1, Figure 1), based on data temperature sensors and acoustic, generates a discharge pulse to obtain maximum shock wave energy or thermal energy.
  • the discharge energy will either transfer relatively slowly to thermal energy or lead to a rapid release of energy and, as a result, the formation of hydrocarbons.
  • the pulse duration (t) is determined by the condition of maximum energy release into the discharge volume and is selected individually for each well [17]. According to the available experimental data, the energy release into the discharge volume grows at t> 0.2 ⁇ s, has maxima t ⁇ 30 ⁇ s, and then decreases with increasing t. [16.17].
  • Modifications of the implementation of the essential features of the claimed method are, for example, in that the system allows the use of a sequence of discharges (actually microexplosions) as a “directed explosion”, which significantly saves energy consumption and increases the efficiency of the system.
  • the first option the start time of the discharge (ml) -ro of the spark gap is synchronized with the time of arrival of a shock wave from the th spark gap during the sequence of excitation or formation of discharges from the bottom up the well, and the start time of the discharge of the th spark gap is synchronized with the time of arrival the shock wave from the (ml) -ro spark gap during the sequence of excitation or formation of discharges from top to bottom along the well and thus summarize the energy of the impact of electrohydrodynamic shock waves.
  • the start time of the discharge (ml) -ro of the spark gap is synchronized with the time of arrival of the oil liquid on it after the discharge of the t-th spark gap, which in turn is defined as the ratio of the distance between the ⁇ -th and (t-1) spark gates (As m ⁇ m .
  • the pulse duty cycle is formed from the condition that the discharge ceases at the previous arrester by the time the impulse is supplied to the next arrester.
  • the control of the discharge blocks is performed by the control unit on the surface where the “central” controller (processor) is located, which is more powerful and with greater capabilities than the BR controller.
  • the control unit receives data from BR sensors, information about the number of discharges, places of discharges, and parameters of discharge pulses.
  • the BR is autonomous.
  • the surface control unit receives data from sensors on the surface of pressure, temperature, acoustic, flow rate (flow rate) and compares this data with the data of the BR and sends, if necessary, corrective pulses to the BR. Management takes place via a power cable or another cable.
  • Each BR n prisvaivayut identification code (login) on the principle of network organization.
  • the mode of data transmission from the control unit to an external computer is provided, which can be located far from the well for the purpose of performing remote monitoring and, if necessary, changing the programs stored in the controllers.
  • BRs are placed in an airtight rigid container, if necessary, and filled with dielectric fluid, oil or epoxy.
  • the pulse generators used in the invention are well known and are commercially available. Modern industrially produced pulse generators, with the parameters necessary for the implementation of the patent, can provide a frequency of up to 50 kHz. Then the optimal pulse energy is 1–10 JJ, with an amplitude of 1–5 kV, and a repetition rate of 1 kHz. There are industrial generators with energy up to 2000J.
  • a typical GI with inductive energy storage for example, an ignition system in a modern car, has a pulse with a characteristic shape, amplitude from several hundred volts to 25 kV, pulse energy -0.1-1.0 J, repetition rate up to 1 kHz, supply voltage 6-24 V and power consumption ⁇ 100 watts.
  • GIs with a capacitive energy storage device have a good rectangular shape with fronts of several nanoseconds or less, a pulse duration of several nanoseconds to milliseconds with an amplitude of several hundred volts to 25 kV, a frequency of up to 50 kHz, and an pulse energy of 0.01 J to 500 J with external control of the pulse parameters, including the front of the pulse and its duration, and the energy consumption of less than 1 kW.
  • the industry has the necessary GI, which consume energy about 50-100 times less than NK.
  • external processor computer
  • the total energy consumption will be from 1 kW to 3 kW.
  • the system allows the use of discharge pulses with a filling frequency of 10 Hz to 1 GHz, which is selected for maximum heating of the oil fluid in the well.
  • the pulse generator consist in the fact that the pulse generator consists of a capacitor block with a capacity of 0.1 nF to 1000 mF, a charger of the capacitor block and a discharge device of the battery to the arresters (electronic key).
  • a single integral module is formed from a capacitor bank, a charger, a capacitor bank and a discharge device, placed in a separate hermetic container, power and control the BR or control unit via a power / control cable with the number of conductors from 1 to 10, and formed by the module, In this way, a discharge pulse is transmitted from the module to the spark gap through a cable with the number of conductors from 1 to 10, which is attached to the module.
  • each spark gap with centralizers and BR is placed in mechanically rigid containers, which are removed when the cable with spark gap and BR is immersed in the well. Cables into the tubing and annular space are lowered through the glands, while the supply of pulses to the arresters, the supply of voltage to the arresters, the data from the sensors installed in the tubing and annular space are carried out by separate cables.
  • the PC can be coaxial.
  • the same system is applicable for oil pipelines, and the longer the oil pipeline (or deeper the well), the more effective the method from the point of view of energy saving, in comparison with linear heaters.
  • the set of operations of this method is also suitable for eliminating and preventing the precipitation of various precipitation, including mechanical impurities on the walls of pipes in any pipelines (sewerage, water pipes and others).
  • the specified technical result is provided in the installation for the implementation of the method of eliminating and preventing the formation of paraffin deposits containing structurally and electrically interconnected power cable (KP), inserted through the gland into the tubing, located from the mouth to the bottomhole zone, and the power cable (KP), introduced through the gland into the annulus and located from the wellhead to the bottom hole zone.
  • KP structurally and electrically interconnected power cable
  • Discharge blocks are installed on the cables at a distance (L n (n .D) from 1 m to 5000 m, which are composed of an electrically interconnected data transmission and reception unit to a surface unit a control unit (BU), a power supply unit, a controller, an echo location unit, a sensor data reception and processing unit, a pulse generator parameters control unit for a pulse generator, a capacitor bank charger, a pulse distribution unit for arresters, a pulse generator and a capacitor bank.
  • BU control unit
  • BU control unit
  • an echo location unit a sensor data reception and processing unit
  • a pulse generator parameters control unit for a pulse generator
  • capacitor bank charger a pulse distribution unit for arresters
  • a pulse generator and a capacitor bank a capacitor bank
  • Each cable (BR ⁇ ) is electrically and mechanically connected to a group of arresters with centralizers (R t ) of 1 to 100 arresters in the group, which are located at a distance (As m (m .i ) ) from 1 m to 1000 m and are installed on KP.
  • each BR P with its own group of arresters processes its own section (AL n ) of tubing (or oil pipeline) from 1 m to 1000 m in length and signals from the P BR receive cable signals from temperature sensors from 1 to 100 and acoustic sensors from 1 to up to 100, in accordance with which the BR P controller gives a discharge pulse to the spark gap R t .
  • the discharge units of the BR ⁇ along the control unit are connected to a control unit (BU) on the surface, which consists of a capacitor bank electrically interconnected, a capacitor bank charger, a pulse parameter control unit for a pulse generator, a controller, a data transmit-receive unit to an external processor , a pulse generator, a power supply, a unit for identifying a BR and receiving and transmitting data to a BR, a unit for receiving and processing data from sensors.
  • BU control unit
  • each bit block (BR P ) is assigned its own individual code (login), which allows to identify BR P , to carry out external monitoring and control of processes in the well, as well as program and reprogram the bit blocks, to receive physicochemical parameters inside the well (oil pipeline) in the mode on-line at all points, as well as directly carry out the discharge on the arresters generator built into the control unit.
  • Additional acoustic sensors with a number from 1 to 100, temperatures from 1 to 100 and pressure from 1 to 100, installed inside the tubing and annular space, allow you to control the process in parallel with the discharge blocks. In this case, from 1 to 100 acoustic sensors are installed on the tubing and from 1 to 100 sensors are installed on the casing. All units in the BR and control unit are fed through from internal power supplies.
  • Robin A.V. Patent Device for heating an oil well. RU 35823 U1 IPC E21B34 / 00 5. Kovrigin LA, Makienko GP, Akmalov IM, Peshin SM. Heating cables and electric heating of wells. - Drilling and oil. - 2004, S, p. 22 - 25.
  • npoeKT Waterhunters

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)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации и предотвращения образования асфальтеносмолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах и нефтепроводах. Технический результат заключается в снижении потребляемой мощности и увеличения дебита скважин. Это достигается тем, что в насосно-компрессорной трубе (НКТ) скважины на глубину возможного формирования АСПО опускают кабель питания (КП), на котором крепят N блоков разрядных (БРn). При этом производят разряд на любом из разрядников, осуществляют локальный нагрев в месте разряда, разрушают твердые фракции нефтяной жидкости в продукте и ликвидируют выпавшие АСПО. Установка для осуществления способа содержит кабели питания (КП), введенные в НКТ, на которых установлены блоки разрядные (БРn), составленные из электрически взаимосвязанных между собой блока приема-передачи данных на расположенный на поверхностности блок управления (БУ), блока питания, контроллера, блока эхолокации, блока приема и обработки сигналов датчиков, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, зарядного устройства конденсаторной батареи, блока распределения импульсов на разрядники, генератора импульсов и конденсаторной батареи. Для контроля и управления процессом внутри НКТ и межтрубном пространстве установлены акустические датчики, а также датчики температуры и давления.

Description

Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено- смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и
нефтепроводах и установка для его осуществления
Область техники
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смол истых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах и нефтепроводах, а также других отложений в различных трубопроводах. Образование стойких эмульсий в скважинах в совокупности АСПО в пласте приводит к значительному снижению добычи нефти.
Предшествующий уровень техники
Известны различные способы ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений, установки для их осуществления, а также описания исследований разноплановых вопросов с ними связанных [1-20]. Например, известный способ нагрева внутрискважинной жидкости нагревательным кабелем (НК) выше температуры плавления АСПО [1-5], применяемый для ликвидации и предотвращения образования АСПО, состоит в том, что осуществляют нагрев продукта в насосно-компрессорной трубе (НКТ) путем пропускания электрического тока по НК через питающую жилу. Регулируют тепловыделение по глубине образований отложений, измеряя электрическую мощность в релейном режиме так, чтобы температура в скважине была на 5-50°С выше температуры плавления АСПО. Одновременно контролируют температуру электроизоляции греющих элементов, ограничивая ее температурой плавления изоляции.
Устройство для реализации этого способа в различных вариантах исполнения содержит один или несколько изолированных нагревательных элементов и токопроводящую жилу, а также замыкатель тока между ними, причем нагревательные элементы и токопроводящая жила объединены общей электроизоляцией в одну конструкцию в виде многожильного кабеля [1-4]. При этом НК, расположенный вне НКТ, потребляет значительно больше энергии по сравнению с таким же кабелем, расположенным внутри НКТ [5].
Не удается сократить энергопотребление путем замены НК на множество нагревательных элементов («М точек») [6]. В этом способе осуществляется контроль и подача энергии в каждую точку, но точки расположены с внешней стороны НКТ, поскольку не удается осуществить контроль и подачу энергии в каждую точку в случае их расположения внутри НКТ. Соответственно, расходуется значительно большее потребление энергии, по сравнению с тем, как если бы эти точки располагались внутри НКТ.
Главным недостатком подобных способов и устройств, для их реализации, основанных на нагревании, является большое потребление энергии: 40-100 Вт/м [5,7,8]. Другим недостатком является низкая температура и, соответственно, низкая удельная теплоотдача нагревательного элемента, связанная с ограничением температуры по электроизоляции, что снижает производительность очистки НКТ.
Принцип действия скважинных ЭГД аппаратов основан на разрушении и удалении солевых или АСПО из призабойной зоны скважины комплексом воздействующих факторов: ударными волнами, пульсирующим парогазовым пузырем и скоростным гидропотоком, образующимися при высоковольтном электрическом разряде в жидкости. ЭГД аппараты для увеличения дебита скважины воздействием на призабойный слой промышленно используется, например, компанией «Waterhunters» [9] и реализуется в различных вариантах исполнения [10,1 1]. Отличительной особенностью этих методов является значительная энергия импульса: до 5 кДж выходной мощностью до 500 МВт и использование только в призабойной зоне, что ограничивает сферу применения таких способов очистки скважин.
Известен также способ очистки внутренней поверхности труб, заключающийся в том, что на внутреннюю поверхность трубы воздействуют электрогидравлическим ударом (ЭГДУ) с помощью электрогидравлического излучателя, который перемещают внутри по мере очищения трубы. Рабочее напряжение разрядного импульса ограничивается напряжением, при котором происходит разрушение труб [12]. Подобным способом производится очистка внутренней поверхности труб в промышленности [13].
Электрический разряд в жидкой среде сопровождается образованием ударных волн с большой амплитудой давления на фронте, которое и используется в качестве мощного источника механической энергии с высоким коэффициентом полезного действия. Возмущения, вносимые в рабочую среду внешними источниками, в данном случае высоковольтными электрическими разрядами, оказывают влияние на свойства рабочей среды, в ней происходят фазовые и структурные превращения. Рабочая среда, представляющая собой неоднородную жидкость, в результате турбулентности насыщается парами, в ней образуются газовые пузырьки, растворяются и перемешиваются отслаиваемые в процессе дробления и разрушения дисперсные частички твердых пород. [14]. Таким образом, меняется структура нефтяной жидкости, образуется водонефтяная эмульсия, разрушаются тяжелые фракции, снижается вязкость нефти, в целом изменяются ее физико- химические свойства. Одновременно в самой жидкости происходит локальный нагрев и выделение значительной тепловой энергии при высоком кпд [14-17].
Решаемая задача и достигаемый технический результат Проблемы с выпадением АСПО, а к ним прилипают другие механические примеси, возникают при эксплуатации нефтепроводов. В результате уменьшается эффективный диаметр трубопровода («забивание» трубопровода). Требуется остановка работы нефтепровода для удаления отложений, в основном механическими методами, или требуется значительная энергия для предотвращение выпадения АСПО, особенно в зимних условиях. Как результат, в случае путевого электроподогрева энергозатраты могут составлять около 1 14 вт/м и выше, что при значительных длинах нефтепровода составляют мегаваты [19]. В трубопроводах с другим предназначением (канализации, водопроводы и др) также стоит задача не только ликвидации, но и предотвращения выпадения осадка различных механических примесей на стенки труб. В качестве наиболее близкого аналога, как для способа, так и для устройства по совокупности признаков целесообразно выбрать устройство, раскрытое в патенте RU 2175898 С1 , 2001. Данное устройство предназначено «для очистки внутренних и внешних поверхностей полых изделий» и содержит следующие, общие с заявленным способом существенные признаки: разрядник, на который по кабелю подают от блока управления импульсы напряжения частотой следования от 0,1 Гц, в результате чего производят разряд на разряднике инициируют тем самым электродинамические ударные волны. Признаки, общие с заявленным устройством: кабель, разрядники, блок управления, генератор импульсов для разрядников, конденсаторы. С помощью заявленных объектов устраняются недостатки, в том числе и ближайшего аналога.
Достигаемый технический результат заключается в снижении потребляемой мощности и увеличении дебита скважин.
Перечень чертежей и обозначения на них
Указанный технический результат обеспечивается с помощью заявленных объектов, проиллюстрированных следующими чертежами.
На фиг.1. схематически изображен локальный участок обработки НКТ разрядным блоком. На нем обозначены:
Pi> Pm?Pm-i> Рм-ι > Р - разрядники, Asm(m_u, - расстояние между соседними разрядниками, ALn - участок обработки НКТ η-ым блоком разрядным (БР), 1 - кабель питания (КП), 2 - датчики температуры, 3 - акустические датчики, 4 блок разрядный (БР), 5 - кабель датчиков, 6 - блок приема- передачи данных БР на поверхностный блок управления, 7 - блок питания БР, 8 - контроллер БР, 9 - блок эхо локации БР, 10 - блок приема и обработки данных датчиков БР, 1 1 - - блок управления параметрами импульсов генератора импульсов БР, 12 -зарядное устройство конденсаторной батареи БР, 13 - блок распределения импульсов на разрядники БР, 14 - генератор импульсов БР, 15 - конденсаторная батарея БР, 16 - кабели на разрядники.
На фиг.2 схематически изображено устройство и особенности размещения его узлов в скважине. На нем обозначены:
ΒΡι , БР(п.1 ) , БРП , BPN - блоки распределения (БР), Рпр - разрядник призабойный, Ln(n. j ) - расстояние между соседними БР, ALn - участок обработки НКТ η-ым БР, 17- блок управления на поверхности (БУ), 18 - конденсаторная батарея БУ, 19 - зарядное устройство конденсаторной батареи БУ, 20 - блок управления параметрами импульсов генератора импульсов БУ, 21 - контроллер БУ, 22 - блок приема-передачи данных на внешний процессор БУ, 23-генератор импульсов БУ, 24 - блок питания БУ, 25 - блок идентификации БР и приема-передачи данных на БР, 26 - блок приема и обработки данных от датчиков БУ, 5 - кабель датчиков, 16 - кабель разрядника, 1 - кабель питания (КП), 27 - сальники, 2 - датчики температуры, 28 - устье скважины, 3 - датчики акустические, 29 - датчики давления, 30 - насосно-компрессорная труба (НКТ), 31 - обсадная труба, 32 - межтрубное пространство, 33 - - призабойная зона, 34 - перфорация, 35 - нефтегазоносный пласт.
Детальное описание и примеры осуществления изобретения В НКТ на длину от устья до призабойной зоны или на глубину возможного формирования АСПО опускают кабель питания (КП) количеством проводников в нем от 1 до 20 с тросом или без (Фиг.1,2). Количеством проводников в нем от 1 до 20. На КП крепят N блоков разрядных (БРп) количеством от 1 до 1 ООО штук на расстоянии Ln(n- 1 ) от 1 м до 5000 м друг от друга, и каждым η-ым БРп обрабатывают свой п- ый участок НКТ длиной (ALn,.) от 1 м до 1000 м. На каждый БРп поступает напряжение питания по КП подают от располагаемого на поверхности блока управления (БУ) постоянное или переменное напряжение питания от 10 до 1000 В. БРП формирует импульсы или пакеты импульсов напряжения, с амплитудой от 10 В до 50 кВ, длительностью от 1 не до 100 мс, с фронтом от 0,1нс до 1 мс, спадом от 1 не до 1 мс, частотой следования от 0,001 Гц до 1 МГц, скважностью импульсов от 10*5 до 109" Импульсы по кабелям разряда (КР) количеством проводников в нем от 1 до 20 от каждого БРП поступают на разрядники количеством 1 до 100 в группе (Рт) с числом электродов от 2 до 10 и общим количеством 1 до 10000, которые крепят на КП на расстоянии Asm(m.i) друг от друга.
В результате производят разряд на любом из разрядников независимо от других разрядников или на любой выбираемой из их общего количества группе разрядников и локальный нагрев в месте разряда, инициируют одновременно с разрядом электрогидродинамические ударные волны (ЭГДУ) и в комплексе указанных воздействий на все разрядники повышают температуру в НКТ выше температуры плавления АСПО, производят при этом очистку НКТ ударными волнами, разрушают твердые фракции нефтяной жидкости в продукте, снижают вязкость продукта, предотвращают выпадение АСПО и ликвидируют выпавшие АСПО.
Разрядники изначально располагают в местах с наименьше температурой в НКТ, в соответствии с термограммой скважины. Некоторой количество разрядников например, от 1-100 .(как модификация системы) располагают в межтрубном пространстве ниже динамического уровня до призабойной зоны скважины и подают на них импульсы или БУ на поверхности или БР, который помещают в межтрубное пространство. БР и разрядники имеют центраторы.
Разрядники могут иметь 2, 3 и более электродов (до 10). При применении 2-х электродного разрядника, один электрод прикреплен к центральной жиле, на который подают импульс напряжения, другой электрод прикреплен к внешнему заземленному проводнику-экрану кабеля. Если разряды формируют 3-х электродными разрядниками, то на два электрода которых подают по отдельному кабелю или другому проводнику основного кабеля постоянное напряжение питания разрядника (НПР) от 1 В до 50 кВ от накопительных конденсаторов БР (или БУ) общей емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, а на 3-ий электрод разрядника подают импульс, который формируют БР, при этом НПР, емкость конденсаторов, их время заряда и разряда и параметры импульса подбирают отдельно для каждого разрядника в зависимости от его местоположения, таким образом, чтобы обеспечить максимальную выделяемую мощность.
Разрядники располагаются на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить нагрев нефтяной жидкости в НКТ (нефтепроводе) выше температуры образования АСПО.
В месте разряда локальный нагрев может превышать температуру выпадения АСПО на десятки градусов. Расчеты, приведенные в [7], показывают, что электрической энергии 40-60 Вт/м в системе с нагревательным кабелем (НК) достаточны для поддержания температуре в НКТ выше температуры плавления АСПО. После прекращения подачи энергии НКТ происходит снижение температуры в НКТ с темпом около 1° на 10 м. Тогда при длине глубине скважины в 1 км (L=l км), птач=100 штук, при условии. Номинальное количество 10-20 штук/км. При ЭГД ударе дополнительно к нагреванию происходит снижение вязкости жидкости до 30%, разбиванию самих кластеров АСПО, что позволяет снижать общее количество разрядников.
Некоторое количество от 1 до 100 разрядников располагают в призабойной зоне, опуская их через НКТ и/или межтрубное пространство. Для разрядников призабойной необходима энергия импульса с повышенной мощностью (1-5 кДж), а параметры импульса должны быть подобраны таким образом, чтобы преобразование электроэнергии (разряда) происходило в ударную волну с максимальной мощностью. Для этого в БУ и/или БР предусмотрен соответствующий режим. БР и/или БУ формируют импульсы разряда длительность и напряжение которых выбирают из условия возникновения ударной волны с максимальной мощностью, подают их на призабойные разрядники. Возникающий электрогидродинамический удар воздействует на перфорацию и призабойный слой, разрушает твердые фракции в нефтяной жидкости, снижают вязкость нефтяной жидкости, очищают перфорации и подводящие каналы нефтегазоносного пласта от механических примесей и АСПО, предотвращают их образование и предотвращают забивание перфорации механическими примесями, в результате увеличивают приток нефтяной жидкости и тем самым увеличивают дебит скважины.
Отличие предлагаемого устройства от известных в том, что разрядники находятся и работают в призабойной зоне постоянно. Если для обработки скважины, где уже произошло забивание перфорации и подводящих каналов механическими примесями, требуется значительные энергии (до 5 кДж) [9] - фактически взрыв (для сравнения 4,6 кДж эквивалентны 1 г тротила), чтобы встряхнуть призабойный слой и перфорацию, то в представленном способе происходит непрерывное «потряхивание», что предотвращает забивание перфорации и подводящих каналов примесями и требуется значительно меньшая энергия.
На БРП поступают сигналы от датчиков температуры числом от 1 до 100. контроллер сравнивает температуру в определенной точки своего участка с температурой образование АСПО, (что также можно делать по термограмме скважины) и в случае понижение в этой точке температуры менее температуры образования АСПО, посылает в именно в это место разрядный импульс, увеличивая таким образом энергоэффективность системы.
Одновременно измеряется эффективный диаметр (с учетом налипания на стенки НКТ различных примесей) НКТ или нефтепровода, что особенно важно для протяженных нефтепроводов с большим диаметром или глубоких скважин. Измерение производится акустическими датчиками или пьезоэлектрическими преобразователями по принципу эхолокации, для чего в БР имеется блок эхолокации (9, Фиг.1) вырабатывающий и посылающий на них соответствующий эхоимпульс. Датчики крепятся в к центратору.
Располагаемые вблизи устья датчики давления числом от 1 до 100, акустические датчики, датчики температуры контролируют общий процесс на выходе НКТ (или нефтепровода) и сигналы от них поступают поверхностный БУ, которым также можно контролировать поступление разрядного импульса на разрядник.
Форма разрядника и параметры импульса, подаваемого на него, подобраны таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение энергии в нефтяную жидкость, тепловую или энергию УВ, в зависимости от состава нефтяной жидкости, ее температуры, других физико- химических параметров. Контроллер БР (1 1 , Фиг.1), исходя из данных датчиков температуры и акустических, вырабатывает разрядный импульс для получения максимальной энергии ударной волны или тепловой энергией.
В зависимости от мощности разряда, расстояния между электродами, формы разрядника, который формирует канал разряда (конический и др), длительности импульса и времени нарастания амплитуды импульса энергия разряда либо сравнительно медленно перейдет в тепловую энергию или приведет к быстрому выделению энергии и, как следствие, образованию УВ. Длительность импульса (t) определяется условием максимального выделения энергии в объем разряда и подбирается для каждой скважины индивидуально [17]. Согласно имеющимся экспериментальным данным выделение энергии в разрядный объем растет при t>0.2 мкс, имеет максимумы t ~ 30 мкс, а затем падет с ростом t. [16,17]. В [17] было показано, что высоковольтный (ВВ) пробой в жидкости возможен при длительности импульса до 100 мкс. В работах [14-17] показано, что при высоковольтном разряде в жидкости для изменения физико-химических свойств нефти достаточно 10-20 импульсов (при частоте следования около 1 Гц). При этом важна суммарная энергия импульсов, а не каждого отдельно и достаточно энергии в несколько сот Дж и амплитудой импульса от нескольких сот вольт до 10-15 кВ. В случае одиночных импульсов их амплитуда может быть до 30 кВ с энергией до 5 кДж [9]. Таким образом имеем условие для импульса 0,1 кВ < U < 50 кВ, 0,1 Дж < Е < ЗкДж, 0,1 мкс < t < 200 мкс, где U, Е, t - амплитуда, энергия и длительность импульса соответственно.
Модификации реализации существенных признаков заявленного способа заключаются, например, в том, указанная система позволяет использовать последовательность разрядов (фактически микровзрывов) как «направленный взрыв», что существенно экономит потребляемую энергию и повышает эффективность системы.
Для этого предусмотрены следующие режимы.
Первый вариант: время начала разряда (m-l)-ro разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от т- го разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов снизу вверх по скважине, и время начала разряда т-го разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от (m-l)-ro разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов сверху вниз по скважине и суммируют таким образом энергию воздействия электрогидродинамических ударных волн. Второй вариант: время начала разряда (m-l)-ro разрядника синхронизируют со временем поступления нефтяной жидкости на него после разряда т-го разрядника, которое в свою очередь определяют как отношения расстояния между η-м и (т-1) разрядниками (Asm{m.|) ) и скоростью течения нефтяной жидкости в НКТ и тем самым суммируют тепловой поток. При этом скважность импульса формируют из условия прекращения разряда на предыдущем по времени разряднике к моменту, когда подают импульс на следующий разрядник.
Управление разрядными блоками производит БУ на поверхности, где находится «центральный» котроллер (процессор) более мощный и с большими возможностями, чем контроллер БР. На БУ поступают данные датчиков БР, информации о количестве разрядов, мест разрядов, параметров разрядных импульсов. При этом БР автономен. Поверхностный БУ получает данные от датчиков на поверхности давления, температуры, акустических, расхода (дебита) и сравнивает эти данные с данными БР и посылает при необходимости корректирующие импульсы на БР. Управление происходит по кабелю питания или другому кабелю. Каждому БРп.присваивают идентификационный код (логин) по принципу организации сетей. Предусмотрен режим передачи данных с БУ на внешний компьютер, который может находиться на удалении от скважины с цель осуществления дистанционного контроля и при необходимости изменения заложенных в контроллерах программ. БР помещают в герметический жесткий контейнер при необходимости и заполняют диэлектрической жидкостью, маслом или эпоксидной смолой.
Используемые в изобретении генераторы импульсов (или их оконечные каскады), достаточно хорошо известны и выпускаются серийно. Современные промышленно выпускаемые генераторы импульсов, с параметрами необходимыми для реализации патента, могут обеспечить частоту до 50 кГц. Тогда оптимальная энергия импульса 1- ЮДж, при амплитуде 1-5 кВ, и частоте повторения 1 кГц. Имеются промышленные генераторы с энергией до 2000Дж. Типовой ГИ с индуктивным накоплением энергии, например, система зажигания в современном автомобиле, имеет импульс с характерный формой, амплитудой от нескольких сот вольт до 25кВ, энергией в импульсе -0,1- 1,0 Дж, частотой следования до 1 кГц, напряжением питания 6-24 В и потреблением энергии ~ 100 Вт. Серийно выпускаемые ГИ с емкостным накопителем энергии имеют хорошую прямоугольную форму с фронтами в несколько наносекунд и менее, длительностью импульса от нескольких наносекунд до миллисекунд с амплитудой от нескольких сот вольт до 25 кВ, частотой до 50 кГц, энергией в импульсе от 0,01 Дж до 500 Дж с внешним контролем параметров импульса, включая фронт импульса и его длительность, и потребляемой энергией менее 1 кВт. Таким образом, для реализации указанного способа в промышленности имеются необходимые ГИ, которые потребляют энергии примерно в 50- 100 раз меньше, чем НК. С учетом возможных потерь энергии в БУ, на внешнем процессоре (компьютер) общее потребление энергии составит от 1 кВт от 3 кВт. Система допускает применение разрядных импульсы с частотой заполнения от 10 Гц до 1 ГГц , которую выбирают для максимального прогрева нефтяной жидкости в скважине.
Модификации реализации существенных признаков заявленного способа, а именно генератора импульсов, заключаются в том, что генератор импульсов состоит из конденсаторного блока емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, зарядного устройства конденсаторного блока и разрядного устройства батареи на разрядники (электронный ключ). Дополнительно из конденсаторной батареи, зарядного устройства конденсаторный батареи и разрядного устройства формируют единый целостный модуль, помещают его в отдельный герметический контейнер, осуществляют питание и управление модулем БР или БУ по кабелю питания/управления с числом проводников от 1 до 10, а формируемый модулем, таким образом разрядный импульс передают от модуля на разрядник по кабелю с число проводников от 1 до 10, который крепится к модулю.
Для транспортировки кабеля с разрядниками и БР, каждый разрядник с центраторами и БР помещают в механически жесткие контейнеры, который снимают при погружении кабеля с разрядниками и БР в скважину. Кабели в НКТ и межтрубное пространство опускают через сальники, при этом подачу импульсов на разрядники, подачу напряжения на разрядники, снятие данных с датчиков, установленных в НКТ и межтрубном пространстве осуществляют раздельными кабелями. При этом ПК может быть коаксиальным.
Такая же система применима и для нефтепроводов, причем, чем длиннее нефтепровод (или глубже скважина), тем более эффективен способ с точки зрения экономии электроэнергии, по сравнению с линейными нагревателями. Совокупность операций этого способа также пригодна для ликвидации и предотвращения выпадения различных осадков, включая механические примеси на стенки труб в любых трубопроводах (канализация, водопроводы и другие).
Основное отличие от существующих методов, например [17], в том, что очистка нефтепроводов и других трубопроводов происходит в режиме «он-лайн», без механического перемещения очистного устройства и остановки на очистку трубопровода. Это позволяет не только производить очистку, но и предотвращать выпадение осадков, на стенки труб, т.е. «забивание» трубопровода. Особенно интересно для нефтепровода (и иного трубопровода) то, что мы имеем не только эффект ликвидации/предотвращения выпадения АСПО, но полную картину внутреннего состояния нефтепровода (эффективного диаметра, температуры, места где начинает образовываться АСПО и т.д.), то есть, имеем мониторинг внутреннего состояния нефтепровода в режиме он- лайн и можем получать «картинку», график или иное внутренне изображение трубопровода и, соответственно, принять вовремя нужное решение.
Указанный технический результат обеспечивается в установке для осуществления способа ликвидации и предотвращения образования АСПО, содержащей конструктивно и электрически взаимосвязанные между собой кабель питания (КП), введенный через сальник в насосно- компрессорную трубу (НКТ), расположенный от устья до призабойной зоны, и кабель питания (КП), введенный через сальник в межтрубное пространство и расположенный от устья скважины до призабойной зоны. На кабелях установлены блоки разрядные (БРП) на расстоянии (Ln(n.D) от 1 м до 5000м, которые составлены из электрически взаимосвязанных между собой блока приема-передачи данных на поверхностный блок управления (БУ), блока питания, контроллера, блока эхо локации, блока приема и обработки данных датчиков, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, зарядного устройства конденсаторной батареи, блока распределения импульсов на разрядники, генератора импульсов и конденсаторной батареи. Каждый (БРП) кабелями электрически и механически соединены с группой разрядников с центраторами (Рт) количеством от 1 до 100 разрядников в группе, которые расположены на расстоянии (Asm(m.i)) от 1 м до 1000 м и установлены на КП.
При этом каждый БРП со своей группой разрядников обрабатывает свой участок (ALn ) НКТ (или нефтепровода) длиной от 1 м до 1000 м и на БРП поступают сигналы по кабелям от датчиков температуры числом от 1 до 100 и акустических датчиков числом от 1 до 100, в соответствие с которыми контроллер БРП выдает импульс разряда на разрядник Рт. При этом разрядные блоки БРП по КП соединены с блоком управления (БУ) на поверхности, который состоит из электрически взаимосвязанных между собой конденсаторной батареи, зарядного устройства конденсаторной батареи, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, контроллера, блок приема-передачи данных на внешний процессор, генератора импульсов, блока питания, блока идентификации БР и приема-передачи данных на БР, блока приема и обработки данных от датчиков. Также каждому разрядному блоку (БРП) присвоен свой индивидуальный код (логин), позволяющий идентифицировать БРП, осуществлять внешний контроль и управление процессами в скважине, а также программировать и перепрограммировать разрядные блоки, получать физико-химические параметры внутри скважины (нефтепровода) в режиме он-лайн во всех точках, а также непосредственно осуществлять разряд на разрядниках встроенным в БУ генератором. Дополнительные акустические датчики числом от 1 до 100, температуры числом от 1 до 100 и давления числом от 1 до 100, установленные внутри НКТ и межтрубном пространстве, позволяют параллельно с разрядными блоками контролировать процесс. При этом от 1 до 100 акустических датчиков установлены на НКТ и от 1 до 100 датчиков установлены на обсадной трубе. Все блоки в БР и БУ питаются через из внутренние блоки питания.
Промышленная применимость и достижение
технического результата.
Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения. Указанные в ней отличия дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью — о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным их детальным описанием. Соответствие критерию «промышленная применимость» предложенных способа и устройства доказывается как реализацией его опытных образцов, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых в промышленных масштабах признаков. Нижние и верхние значения заявленных пределов параметров признаков были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их, а также с использованием изобретательской интуиции, исходя из условия достижения указанного технического результата. В целом заявленные объекты в отличие от известных позволяют решить следующие задачи:
кардинально сократить потребляемую мощность нагревательной системы по сравнению с НК;
- использовать энергию ЭГДУ, не только в призабойной зоне, но и на всем протяжении НКТ и межтрубного пространства без механических перемещений излучателя;
- увеличить дебит скважины, изменяя физико-химические свойства нефтяной жидкости в результате ее обработки ЭГДУ.
- использовать представленный способ для прокачки нефтяной жидкости по нефтепроводам, существенно сокращая потребление энергии для предотвращения выпадения АСПО, особенно по сравнению с путевыми подогревателями. Список литературы.
1. Самгин Ю.С. Патент. Способ депарафинизации нефтегазовых скважин и установка для его осуществления. RU 2166615 С 1 МПК Е21В37/00, Е21В36/04
2. Красноборов С.Н. и др. Патент. Способ и устройство (варианты) для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений, гидратов и вязких эмульсий в нефтяных скважинах. RU 2008 1 12 520 А МПК Е21В 37/00 (2006.01)
3. Брагин А.Б. и др. Патент. Способ ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах и установка для их осуществления. RU 2 338 868 С2 МПК Е37/10(2006,01) Е21В 36/04 (2006,01)
4. Робин А.В. Патент. Устройство для нагрева нефтяной скважины. RU 35823 U1 МПК Е21В34/00 5. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М., Пешин СМ. Нагревательные кабели и электроподогрев скважин. - Бурение и нефть. - 2004, З, с. 22 - 25.
6. Рябчич И.И. и др. Патент. Способ эксплуатации скважины. RU 2006 127 790 А МПК Е21В 43/00 (2006.01).
7. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М., Нагревательные кабели и управление температурным полем нефтяных скважин. http://www.ruscable.ru/doc/analytic/statya-068.html.
8. . ОАО «Псковгеокабель» www.pskovgeokabel.ru
9. Инновационный npoeKT«Waterhunters». Организация серийного производства и продаж скважинных электрогидравлических аппаратов для интенсификации добычи нефти и межскважинного сейсмопросвечивания. http://waterhunters.ru/ru/prez/doc_prez/Oil_gaz.pdf.
10. Бобров Ю.К. Боброва Л.Н., Джангиров В.А. Патент. Способ электрогидроимпульсного воздействия в нефтяных скважинах и устройство для его осуществления. RU 2295031 С2 МПК Е21В 43/25 (2006,01)
1 1. Аметов И.М и др. Патент. Способ интенсификации работы скважины. RU 93055695 А МПК Е21В43/25
12. Балтаханов А.М, Патент. Способ очистки внутренней поверхности труб. RU 94027331 А1 МПК В08В9/04, В08ВЗ/10, F28G7/00.
13. Компания ЗЕВС-Трубопровод. http://www.zevs-irp.ru
14. СЕ. Сакипова, К расчету импульсного давления при расчете электроразрядного воздействия в неоднородной жидкости. Вестник Томского ГУ, М> 1 (5), 2009, стр. 74-81.
15. О. Н. Сизоненко*, А. И. Райченко, Особенности структурных и физико-химических изменений высоковязких углеводородных флюидов при воздействии высоковольтного электрического разряда. Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, УДК 622.24.537.528
16. Жукова Е.М. Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов. Автореферат диссертации на соискание у. ст. к.х.н., Саратов, ГОУ ВПО «Саратовский Государственный университет», 2008 г.
17. A.M. Артемьев, И.В Вовк, А.И. Кривоног, П.В. Лукьянов. О возможности электрогидравлической регенерации очистных полимерных фильтров. Акустический в ник. 2005. Том 8, N°4 С.14-19
18. Юкин А.Ф. Управление тепловыми режимами транспорта вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов., автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., УГНТУ, Уфа, 2004 г.
19. Е.И Скибенко, В.Б. Юферов, И.В. Буравилов, А.Н. Понамарев.
Измерение плотности плазмы в пространственно распределенном электрическом разряде в жидкой среде. ЖТФ, 2006, т.76, вып. 9, стр. 133- 135.
20. Хвощан О.В., Курашко Ю.И., Мельхер Ю.И., Литвинов В.В. Исследование теплового поля разрядника погружных скважинных комплексов. Вестник НТУ «ХПИ» «Техника и электрофизика высоких напряжений» 39, 2009 стр 198-220.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.
1. Способ, ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) в нефтяных скважинах и нефтепроводах, состоящий в том, что в насосно- компрессорной трубе (НКТ) скважины, на длину от устья до призабойной зоны или на глубину возможного формирования АСПО опускают кабель питания (КП) с тросом или без с количеством проводников в нем от 1 до 20, на котором крепят N блоков разрядных (БРП) количеством от 1 до 1000 штук на расстоянии Ln(n.i) от 1 м до 5000 м друг от друга, и каждым η-ым БРп обрабатывают свой п-ый участок НКТ длиной (ALn ) от 1 м до 1000 м, на каждый БРп по КП подают от блока управления (БУ), который располагают на поверхности, постоянное или переменное напряжение питания от 10 до 1000 В, и формируют БРП импульсы или пакеты импульсов напряжения, с амплитудой от 10 В до 50 кВ, длительностью от 1 не до 100 мс, с фронтом от 0,1нс до 1 мс, спадом от 1 не до 1 мс, частотой следования от 0,001 Гц до 1 МГц, скважностью импульсов от 10'5 до 109, которые по кабелям разряда (КР) с количеством проводников в нем от 1 до 20, от каждого БРП поступают на разрядники количеством от 1 до 100 в группе (Рт) с числом электродов от 2 до 10 и общим количеством 1 до 1000, которые крепят на КП на расстоянии (Asm m-i) ) от 1 м до 1000 м друг от друга в результате чего производят разряд на любом из разрядников независимо от других разрядников или на любой выбираемой из их общего количества группе разрядников и локальный нагрев в месте разряда, для контроля процессов получают сигналы от акустических датчиков числом от 1 до 100, датчиков температуры числом от 1 до 100 и датчиков давления числом от 1 до 100, которые устанавливают внутри НКТ и межтрубном пространстве, инициируют тем самым электрогидродинамические ударные волны и в комплексе указанных воздействий на все разрядники повышают температуру в НКТ выше температуры плавления АСПО, производят при этом очистку НКТ ударными волнами, разрушают твердые фракции нефтяной жидкости в продукте, снижают вязкость продукта, предотвращают выпадение АСПО и ликвидируют выпавшие АСПО.
2. Способ по п. 1, по которому разрядники в соответствии с термограммой скважины устанавливают в местах с минимальной температурой нефтяной жидкости в НКТ.
3. Способ по п. 1, по которому 1 до 100 разрядников располагают в межтрубном пространстве ниже динамического уровня до призабойной зоны скважины, подают на них импульсы или БУ на поверхности или БР, который помещают в межтрубное пространство.
4. Способ по п.1, по которому БР и разрядники имеют центраторы,
5. Способ по п.1, по которому разряды формируют 3-х электродными разрядниками, на два электрода которых подают по отдельному кабелю или другому проводнику основного кабеля постоянное напряжение питания разрядника (НПР) от 1 В до 50 кВ от накопительных конденсаторов БР общей емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, а на 3-ий электрод разрядника подают импульс, который формируют БР, при этом НПР, емкость конденсаторов, их время заряда и разряда и параметры импульса подбирают отдельно для каждого разрядника в зависимости от его местоположения, таким образом, чтобы обеспечить максимальную мощность.
6. Способ по п.1, по которому от 1 до 100 разрядников располагают в призабойной зоне, опуская их через НКТ и межтрубное пространство, на которые подают импульсы, формируя их с помощью БР или БУ , длительность и напряжение которых выбирают из условия возникновения ударной волны с максимальной мощностью и воздействуют возникающим электрогидродинамическим ударом на перфорацию и призабойный слой, разрушают при этом твердые фракции в нефтяной жидкости, снижают вязкость нефтяной жидкости, очищают перфорации и подводящие каналы нефтегазоносного пласта от механических примесей и АСПО, предотвращают их образование и предотвращают забивание перфорации механическими примесями, в результате увеличивают приток нефтяной жидкости и тем самым увеличивают дебит скважины.
7. Способ по п.1, по которому на каждый БРП передают показания от η-ой группы датчиков температуры η-ого участка обработки НКТ общим число датчиков температуры в в η-ой группе от 1 до 100, формируют БРП импульсы с параметрами, необходимыми для повышения температуры на η-ом участке выше температуры плавления АСПО, и подают в точки η-го участка с температурой ниже температуры плавления АСПО, а также определяют эти точки контроллером БР„ .
8. Способ по п.1, по которому степень отложения АСПО на стенках НКТ или нефтепровода и их эффективный диаметр измеряют акустическими датчиками или пьезоэлектрическими преобразователями методом эхо локации на η-ом участке обработки БРП числом от 1 до 10 на участок, передают данные на η-ый (БРП ), формируют БРП импульсы с параметрами необходимыми для максимального увеличения тепловой энергии или энергии ударной волны для увеличения эффективного диаметра НКТ и нефтепровода, подают в точки η-го участка с минимальным эффективным диаметром и определяют эти точки контроллером. БРП.
9. Способ по п.1, по которому контроль срабатывания каждого разрядника выполняют при помощи акустических датчиков количеством от 1 до 100, которые устанавливают в нефтяную жидкость внутри НКТ и в межтрубном пространстве, на саму НКТ и обсадную трубу.
10. Способ по п.1, по которому с помощью БУ регулируют подачу импульсов на каждый отдельный разрядник в соответствии с показаниями физических параметров скважины, которые измеряют датчиками температуры количеством от 1 до 100, давления количеством от 1 до 100 и акустическими датчиками количеством от 1 до 100, устанавливаемыми в НКТ, и термограммой скважины.
1 1. Способ по п.1, по которому БР формируют импульс с длительностью от 1 не до 100 мс и его амплитудой от 0,01 кВ до 50 кВ для максимального выделения тепловой энергии в объеме разряда или для максимальной энергии ударной волны.
12. Способ по п.1, по которому время начала разряда (m-l)-ro разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от m-го разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов снизу вверх по скважине, и время начала разряда m-го разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от (m-l)-ro разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов сверху вниз по скважине и суммируют таким образом энергию воздействия электрогидродинамических ударных волн.
13. Способ по п.1, по которому время начала разряда (m-l)-ro разрядника синхронизируют со временем поступления нефтяной жидкости на него после разряда m-го разрядника, которое в свою очередь определяют как отношения расстояния между η-м и (т-1) разрядниками (Asm(m-i) ) и скоростью течения нефтяной жидкости в НКТ и тем самым суммируют тепловой поток.
14. Способ по п.1, по которому управление, программирование и перепрограммирование каждым БРП осуществляют внешним компьютером через БУ по кабелю питания или отдельному кабелю, а каждому БРп.присваивают идентификационный код (логин), а сам БУ также программируют внешним компьютером.
15. Способ по п.1, по которому импульсы формируют БУ на поверхности и предают их разрядники.
16. Способ по п.1, по которому на разрядники подают импульсы с частотой заполнения от 10 Гц до 1 ГГц , которую выбирают для максимального прогрева нефтяной жидкости в скважине.
17. Способ по п.1, по которому блок разрядный помещают в герметический жесткий контейнер и заполняют диэлектрической жидкостью, маслом или смолой.
18. Способ по п.1, по которому в блоке управления используют генератор импульсов, конденсаторный блок и зарядное устройство конденсаторного блока.
19. Способ по п.18, по которому в генераторе импульсов блока управления используют конденсаторную батарею емкостью от 0,1 нФ до 1000 мФ, зарядное устройство конденсаторной батареи и разрядное устройство батареи на разрядники.
20. Способ по п.19, по которому из разрядника, центратора, конденсаторной батареи, зарядного устройства конденсаторный батареи и разрядного устройства формируют единый целостный модуль, помещают его в отдельный контейнер, осуществляют питание и управление модулем БР или БУ по кабелю питания/управления с числом проводников от 1 до 10, а формируемый модулем, таким образом разрядный импульс передают от модуля на разрядник по кабелю с число проводников от 1 до 10,
21. . Способ по п.1, по которому для транспортировки кабеля с разрядниками и БР, каждый разрядник с центраторами и БР помещают в механически жесткие контейнеры, который снимают при погружении кабеля с разрядниками и БР в скважину.
22. Способ по п.1, по которому подачу импульсов на разрядники, подачу напряжения на разрядники, снятие данных с датчиков, установленных в НКТ и межтрубном пространстве осуществляют раздельными кабелями, при этом эти кабели и КП опускают в НКТ и межтрубное пространство через сальники.
23. Способ по п.1, по которому данные датчиков в режиме он- лайн передают на внешний от БУ процессор и формируют термограмму, в том числе в графическом виде, и эффективный диаметр на' всем протяжении (глубине) НКТ или нефтепровода.
24. Способ по п.1, по которому используют коаксиальные кабели.
25. Способ по п.1 по которому всю его совокупность операций используют на любом участке НКТ в том числе для нагревания нефтяной жидкости в нефтепроводе, предотвращают выпадения в нем АСПО, ликвидируют выпавшие АСПО и в комплексе воздействий предотвращают забивание нефтепровода.
26. Способ по п.1, по которому всю его совокупность операций используют на любом участке НКТ в том числе для ликвидации и предотвращения выпадения различных осадков, включая механические примеси на стенки труб в любых трубопроводах и в комплексе воздействий предотвращают забивание трубопровода.
27. Установка для осуществления способа ликвидации и предотвращения образования АСПО в нефтяных скважинах и нефтепроводах, содержащая конструктивно и электрически взаимосвязанные между собой кабель питания (КП), введенный через сальник в насосно-компрессорную трубу (НКТ), расположенный от устья до призабойной зоны, и кабель питания (КП), введенный через сальник в межтрубное пространство и расположенный от устья скважины до призабойной зоны, на кабелях установлены блоки разрядные (БРп) на расстоянии (Ln(n-l)) от 1 м до 5000м которые составлены из электрически взаимосвязанных между собой блока приема-передачи данных на поверхностный блок управления (БУ), блока питания, контроллера, блока эхо локации, блока приема и обработки данных датчиков, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, зарядного устройство конденсаторной батареи, блока разрядного импульсов на разрядники, генератора импульсов, и конденсаторной батареи, каждый (БРп) кабелями электрически и механически соединены с группой разрядников с центраторами (Рт) количеством от от 1 до 100 разрядников в группе, которые расположены на расстоянии (Asm(m-l)) от 1 м до 1000 м и установлены на КП, при этом каждый БРп со своей группой разрядников соединен со своим участком (ALn ) НКТ длиной от 1 м до 1000 м и на БРп поступают сигналы по кабелям от датчиков температуры датчиками температуры числом от 1 до 100 и акустических датчиков числом от 1 до 100, в соответствие с которыми контроллер БРп выдает импульс разряда на разрядник Рт при этом разрядные блоки БРп по КП соединены с блоком управления (БУ) на поверхности который составлен из электрически взаимосвязанных между собой конденсаторной батареи, зарядного устройства конденсаторной батареи, блока управления параметрами импульсов генератора импульсов, контроллера, блока приема-передачи данных на внешний процессор, генератора импульсов, блока питания, блока идентификации БР и приема-передачи данных на БР, блока приема и обработки данных от датчиков, при этом каждом разрядному блоку (БРп) присвоен свой индивидуальный код (логин), позволяющий идентифицировать БРп, осуществлять внешний контроль и управление процессами в скважине, а также программировать и перепрограммировать разрядные блоки, получать физико-химические параметры внутри скважины в режиме он-лайн во всех точках, а также непосредственно осуществлять разряд на разрядниках встроенным в БУ генератором, дополнительные акустические датчики числом от 1 до 100, температуры числом от 1 до 100 и давления числом от 1 до 100 установлены внутри НКТ и межтрубном пространстве и позволяют параллельно с разрядными блоками контролировать процесс, при этом от 1 до 100 акустических датчиков установлены на НКТ и от 1 до 100 датчиков установлены на обсадной трубе.
PCT/RU2012/000937 2011-11-17 2012-11-15 Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления WO2013073997A2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146464 2011-11-17
RU2011146464/03A RU2475627C1 (ru) 2011-11-17 2011-11-17 Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013073997A2 true WO2013073997A2 (ru) 2013-05-23
WO2013073997A3 WO2013073997A3 (ru) 2013-07-11

Family

ID=48430326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000937 WO2013073997A2 (ru) 2011-11-17 2012-11-15 Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2475627C1 (ru)
WO (1) WO2013073997A2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4321664A1 (de) * 1992-07-21 1994-01-27 Geodrill Bohr Gmbh Verfahren zum Ablösen von Ablagerungen
RU2175898C1 (ru) * 2000-04-25 2001-11-20 Закрытое акционерное общество "Еврофинчерметхолдинг" Электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий
RU93700U1 (ru) * 2009-12-28 2010-05-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Устройство для управления электрогидравлической установкой
RU2388908C1 (ru) * 2009-04-03 2010-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Соновита" Способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт и устройство для его осуществления

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2540413B1 (fr) * 1983-02-04 1986-07-11 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif pour le traitement de surface a l'aide de decharges electriques
RU2055171C1 (ru) * 1993-12-14 1996-02-27 Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт Способ интенсификации добычи нефти
RU2244109C1 (ru) * 2004-05-06 2005-01-10 Толоконский Сергей Игоревич Способ обработки призабойной зоны скважины
RU2368765C2 (ru) * 2007-12-24 2009-09-27 Белянский Владимир Самуилович Способ электрогидроимпульсного воздействия в нефтегазовых скважинах и скважинный генератор для его осуществления
RU2382373C1 (ru) * 2008-06-23 2010-02-20 Анатолий Яковлевич Картелев Способ дистанционного контроля скважинных электроразрядных аппаратов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4321664A1 (de) * 1992-07-21 1994-01-27 Geodrill Bohr Gmbh Verfahren zum Ablösen von Ablagerungen
RU2175898C1 (ru) * 2000-04-25 2001-11-20 Закрытое акционерное общество "Еврофинчерметхолдинг" Электроразрядное устройство для очистки поверхностей полых изделий
RU2388908C1 (ru) * 2009-04-03 2010-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Соновита" Способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт и устройство для его осуществления
RU93700U1 (ru) * 2009-12-28 2010-05-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Устройство для управления электрогидравлической установкой

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013073997A3 (ru) 2013-07-11
RU2475627C1 (ru) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10746006B2 (en) Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes
US8950495B2 (en) Well cleaning method
CA2783931C (en) Method and apparatus for stimulating wells
US4343356A (en) Method and apparatus for treating subsurface boreholes
US5004050A (en) Method for well stimulation in the process of oil production and device for carrying same into effect
US20240076963A1 (en) Acoustic stimulation
Patel et al. Plasma pulse technology: an uprising EOR technique
WO2010114415A1 (ru) Способ электрогидравлического воздействия на нефтяной пласт и устройство для его осуществления
RU2478780C1 (ru) Способ добычи редких металлов по технологии подземного скважинного выщелачивания и устройство для его реализации
US20140060804A1 (en) Well Cleaning Device
US20190383124A1 (en) Method and device for restoring horizontal well productivity and stimulating a formation
WO2020060435A1 (ru) Способ и устройство комплексного воздейтсвия для добычи тяжелой нефти и битумов с помощью волновых технологий
RU2475627C1 (ru) Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления
RU2471965C1 (ru) Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений и установка для его осуществления
RU131503U1 (ru) Устройство для генерирования упругих импульсов в гидросфере горизонтальной скважины
RU2593850C1 (ru) Способ подачи реагента и обработки скважины с высоковязкой нефтью
RU144631U1 (ru) Электрогидроударное устройство для бурения скважин
RU76256U1 (ru) Устройство для восстановления производительности водоносной скважины
RU2241118C1 (ru) Способ разработки нефтяной залежи
UA20737U (en) Well emitter

Legal Events

Date Code Title Description
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12849265

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2