RU205468U1

RU205468U1 - INSTALLATION FOR ELECTRIC ACTION ON OIL FORMATIONS

Info

Publication number: RU205468U1
Application number: RU2021100908U
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Ульянов; Рустам Иршатович Сагындыков; Сергей Алексеевич Носов; Полина Валерьевна Рукина; Антон Николаевич Кавтаськин; Игорь Александрович Малыхин
Original assignee: Акционерное общество "Самаранефтегаз"
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2021-07-15

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для увеличения нефтеотдачи углеводородов, преимущественно высоко обводненной нефти. Техническим результатом заявленного устройства для электровоздействия на нефтяные пласты является увеличение нефтеотдачи и предотвращения разрушения эксплуатационной колонны. Заявленный технический результат достигается за счет того, что установка для электровоздействия на нефтяные пласты, содержащая блок управления, соединенный кабелем с установленным в эксплуатационной колонне скважины электродом, причем электрод, выполненный в виде излучателя электроимпульсов, расположен в интервале перфорации эксплуатационной колонны скважины и отделен от насоса, хвостовика колонны насосно-компрессорных труб, а также от стенок эксплуатационной колонны скважины изолятором, при этом электрод с блоком управления соединен кабелем через катушку индуктивности.The utility model relates to the oil industry and is designed to increase the oil recovery of hydrocarbons, mainly highly watered oil. The technical result of the claimed device for electric impact on oil reservoirs is to increase oil recovery and prevent destruction of the production string. The claimed technical result is achieved due to the fact that the installation for electric impact on oil reservoirs, containing a control unit connected by a cable with an electrode installed in the production string, and the electrode, made in the form of an electric pulse emitter, is located in the perforation interval of the production string of the well and is separated from the pump , the liner of the tubing string, as well as from the walls of the production string of the well with an insulator, while the electrode is connected to the control unit by a cable through an inductance coil.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для увеличения нефтеотдачи углеводородов, преимущественно высоко обводненной нефти.The utility model relates to the oil industry and is designed to increase the oil recovery of hydrocarbons, mainly highly watered oil.

Основной проблемой на нефтяных месторождениях в настоящее время является относительно быстрое увеличение обводненности добываемой нефти. Причинами этого являются как естественное обводнение, связанное с меньшей вязкостью и большей подвижностью воды по отношению к нефти, так и последствия технологических операций, проводимых в процессе эксплуатации скважин. Так же приток нефти из пласта в скважины снижается в некоторых горных породах в процессе эксплуатации вследствие различных видов кольматации. Одним из приемов увеличения нефтеотдачи пласта путем снижения обводненности добываемой нефти на нефтяных скважинах, восстановления их производительности, отсечки газовых конусов, а также восстановления нагнетательных скважин является электроимпульсное воздействие на пласт. Под действием внешнего электрического поля в водо-нефтенасыщенных порах нефтяного коллектора происходят различные электрокинетические процессы: электроосмос, электрофорез и другие.The main problem in oil fields at present is the relatively rapid increase in the water cut of the oil produced. The reasons for this are both natural watering, associated with lower viscosity and greater mobility of water in relation to oil, and the consequences of technological operations carried out during the operation of wells. Also, the flow of oil from the reservoir into the wells decreases in some rocks during operation due to various types of clogging. One of the methods of increasing oil recovery by reducing the water cut of the oil produced in oil wells, restoring their productivity, cutting off gas cones, as well as restoring injection wells is an electric impulse effect on the formation. Under the influence of an external electric field, various electrokinetic processes occur in the water-oil-saturated pores of an oil reservoir: electroosmosis, electrophoresis, and others.

Известно устройство, по патенту RU 2208141 «Способ разработки нефтегазоконденсатных месторождений» от 28.10.2002, опубликовано: 10.07.2003, МПК Е21В 43/24 (2000.01), содержащее генератор высокой частоты, накопитель электронов, концентратор и электрод для высокочастотного электрического поля, которое взаимной индукцией электромагнитного, электрического и естественного электрического поля обеспечивает возникновение в нефтяном пласте продольных волн со скоростью 10-25 км/с; на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными волнами при напряжении 300-1500 В и мощностью 10-20 кВт.There is a known device according to the patent RU 2208141 "Method for the development of oil and gas condensate fields" dated 28.10.2002, published: 10.07.2003, IPC E21B 43/24 (2000.01), containing a high-frequency generator, an electron storage, a concentrator and an electrode for a high-frequency electric field, which mutual induction of electromagnetic, electric and natural electric fields ensures the appearance of longitudinal waves in the oil reservoir at a speed of 10-25 km / s; the oil reservoir is affected by electromagnetic waves at a voltage of 300-1500 V and a power of 10-20 kW.

Высокочастотное электромагнитное поле затухает в ближней зоне. Эффект от высокочастотного поля только от нагрева и в пласт глубоко не проникает, кроме того требует существенных энергозатрат.The high-frequency electromagnetic field is attenuated in the near zone. The effect of the high-frequency field only from heating and does not penetrate deeply into the formation, in addition, it requires significant energy consumption.

Известна установка, в которой в основании погружного электродвигателя электроцентробежного насоса размещено устройство с излучателем и управляемым генератором, для создания электромагнитного волнового поля во внутрискважинном пространстве на резонансной для внутрискважинного пространства частоте. Частоту определяют в процессе тестирования. Причем процесс тестирования осуществляют с заданной периодичностью, а в периоды времени между тестированием генератор переводят в режим резонансной частоты внутрискважинного пространства, определенной в процессе тестирования, с обеспечением формирования излучателем стоячих электромагнитных волн вдоль оси скважинного пространства, по патенту RU 2529689 «Способ электромагнитного воздействия на скважинное пространство при добыче углеводородного сырья» от 01.08.2012, опубликовано: 27.09.2014, МПК Е21В 43/25 (2006.01) Е21В 28/00 (2006.01),Known installation, in which at the base of the submersible electric motor of the electric centrifugal pump is placed a device with a radiator and a controlled generator, to create an electromagnetic wave field in the downhole space at a resonant frequency for the downhole space. The frequency is determined during testing. Moreover, the testing process is carried out at a predetermined frequency, and in the periods between testing, the generator is switched to the resonant frequency of the downhole space, determined during testing, with the provision of the formation of standing electromagnetic waves by the emitter along the axis of the well space, according to RU 2529689 "Method of electromagnetic influence on the borehole space for the extraction of hydrocarbons "dated 01.08.2012, published: 27.09.2014, IPC Е21В 43/25 (2006.01) Е21В 28/00 (2006.01),

Результатом воздействия данной установки является изменение физико-химических свойств скважинного флюида, обеспечивающее снижение вязкости флюида и разделение его на легкие углеводороды и энергизированную воду, повышение дренажной функции трещин, капилляров и пор продуктивного пласта при уменьшении выпадения на элементах скважинного пространства - установке электроцентробежного насоса, колонне насосно-компрессорных труб, обсадной трубе естественных гидратных и гидрато-углеводородных отложений, за счет резонансного возбуждения углеводородов флюида и энергизации водного раствора солей при низких энергозатратах с использованием сравнительно простых технических средств. Таким образом недостатком является то, что электровоздействие осуществляется на флюид - результатом воздействия является изменение физико-химических свойств скважинного флюида, а не призабойная зона пласта.The result of the impact of this installation is a change in the physicochemical properties of the borehole fluid, providing a decrease in the viscosity of the fluid and its separation into light hydrocarbons and energized water, an increase in the drainage function of cracks, capillaries and pores of the productive formation while reducing the loss on the elements of the well space - the installation of an electric centrifugal pump, a column tubing, casing of natural hydrate and hydrate-hydrocarbon deposits, due to the resonant excitation of hydrocarbons in the fluid and energization of an aqueous solution of salts at low energy consumption using relatively simple technical means. Thus, the disadvantage is that the electric impact is carried out on the fluid - the result of the impact is a change in the physicochemical properties of the borehole fluid, and not the bottomhole formation zone.

Известна «Установка для электровоздействия на нефтяные пласты» по патенту RU 9008 от 24.04.1998, опубликовано: 16.01.1999 МПК Е21В 43/22 (1995.01), содержащая обсаженную скважину, установленный в ней электрод с центраторами-контакторами для передачи напряжения на обсадную колонну и кабелем, подсоединяющим его к источнику постоянного тока, и заземление, при этом электрод выполнен в виде труб с муфтами, снабженными клеммами для подсоединения жил кабеля, при этом центраторы-контакторы закреплены на муфтах; трубы, из которых выполнен электрод, изготовлены из непроводящего электрического материала; в качестве заземления используются обсадные колонны нескольких скважин из числа окружающих скважину, в которой установлен электрод.Known "Installation for electrical impact on oil reservoirs" according to patent RU 9008 dated 04.24.1998, published: 01.16.1999 IPC Е21В 43/22 (1995.01), containing a cased well, an electrode installed in it with centralizers-contactors for transferring voltage to the casing and a cable connecting it to a direct current source and grounding, while the electrode is made in the form of pipes with couplings equipped with terminals for connecting cable cores, while the centralizers-contactors are fixed on the couplings; the pipes from which the electrode is made are made of a non-conductive electrical material; casing strings of several wells from those surrounding the well in which the electrode is installed are used as grounding.

Недостатком является то, что при подаче положительного импульса тока эксплуатационная колонна является анодом и начнет активно растворяться, разрушаться.The disadvantage is that when a positive current pulse is applied, the production string is the anode and will begin to actively dissolve and disintegrate.

Самым близким техническим решением по технической сущности является «Установка для электровоздействия на нефтяные пласты» по патенту RU 2151272 от 24.04.1998, публиковано: 20.06.2000, МПК Е21В 36/04(2000.01) Е21В 43/25 (2000.01), содержащая обсаженную скважину, установленный в ней электрод с центраторами-контакторами для передачи напряжения на обсадную колонну и кабелем, подсоединяющим его к источнику постоянного тока, и заземление, отличающаяся тем, что электрод выполнен в виде труб с муфтами, снабженными клеммами для подсоединения жил кабеля и последовательной передачи максимума импульса выпрямленного напряжения к контакторам, при этом центраторы-контакторы закреплены на муфтахThe closest technical solution in terms of technical essence is "Installation for electric impact on oil reservoirs" according to patent RU 2151272 dated 04.24.1998, published: 20.06.2000, IPC Е21В 36/04 (2000.01) Е21В 43/25 (2000.01), containing a cased well , an electrode installed in it with centralizers-contactors for transferring voltage to the casing and a cable connecting it to a DC source, and grounding, characterized in that the electrode is made in the form of pipes with couplings equipped with terminals for connecting cable cores and sequential transmission of the maximum a rectified voltage pulse to the contactors, while the centralizers-contactors are fixed on the couplings

Техническим результатом заявленного устройства для электровоздействия на нефтяные пласты является увеличение нефтеотдачи пласта.The technical result of the claimed device for electric impact on oil reservoirs is to increase oil recovery.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что установка для электровоздействия на нефтяные пласты, содержащая блок управления, соединенный кабелем с установленным в эксплуатационной колонне скважины электродом, причем электрод выполненный в виде излучателя электроимпульсов расположен в интервале перфорации эксплуатационной колонны скважины и отделен от насоса и хвостовика колонны насосно-компрессорных труб, а также от стенок эксплуатационной колонны скважины изолятором, при этом электрод с блоком управления соединен кабелем через катушку индуктивности. Снабжение установки катушкой индуктивности, включенной между блоком управления и излучателем и размещенной на нижнем конце хвостовика колонны НКТ между насосом, к примеру, ЭЦН и изолятором позволяет усиливать электрический импульс, подаваемый на электрод, а за счет создаваемого магнитного поля переполяризирует добываемую продукцию скважин, что снижает отложение солей и АСПО на стенках колонны НКТ. При протекании тока катушка индуктивности запасает энергию в своем магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка отдает запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. Добываемая продукция скважины является электропроводящей средой, по которой электрический импульс от электрода передается на породу пласта. За счет данного импульса в капиллярных каналах породы пласта создаются эффекты электроосмоса и электрофореза приводящие к их раскольматации и как следствие к увеличению притока добываемой продукции в скважину. Таким образом, увеличивается нефтеотдача пласта, снижается скорость отложения солей и АСПО на стенках НКТ при этом эксплуатационная колонна скважины не является анодом и не разрушается под воздействием электрохимических процессов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the installation for electric impact on oil reservoirs, comprising a control unit connected by a cable with an electrode installed in the production string, and the electrode made in the form of an electric pulse emitter is located in the perforation interval of the production string of the well and is separated from the pump and the liner tubing strings, as well as from the walls of the production string of the well with an insulator, while the electrode is connected to the control unit by a cable through an inductance coil. The supply of the installation with an inductance coil connected between the control unit and the emitter and located at the lower end of the tubing string liner between the pump, for example, the ESP and the insulator, makes it possible to amplify the electrical impulse supplied to the electrode, and due to the generated magnetic field, it re-polarizes the produced well production, which reduces deposition of salts and ARPD on the walls of the tubing string. When current flows, the inductor stores energy in its magnetic field. When the external current source is disconnected, the coil gives up the stored energy, trying to maintain the current in the circuit. The produced well product is an electrically conductive medium through which an electrical impulse from the electrode is transmitted to the formation rock. Due to this impulse, the effects of electroosmosis and electrophoresis are created in the capillary channels of the formation rock, leading to their discoloration and, as a consequence, to an increase in the flow of produced products into the well. Thus, the oil recovery of the formation increases, the rate of deposition of salts and ARPD on the tubing walls decreases, while the production string of the well is not an anode and is not destroyed under the influence of electrochemical processes.

Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена схема установки для электровоздействия на нефтяные пласты, где эксплуатационная колонна скважины 1, колонна НКТ 2, излучатель 3, кабель 4, блок управления 5, изолятор 6, насос 7, катушки индуктивности 8, проводящая среда 9, зона перфорации 10.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of the installation for electric impact on oil reservoirs, where the production string of well 1, tubing string 2, emitter 3, cable 4, control unit 5, insulator 6, pump 7, inductance coils 8, conductive medium 9, perforation zone 10.

Установка для электровоздействия на нефтяные пласты выполнена следующим образом. Излучатель 3 расположенный в интервале перфорации 10 эксплуатационной колонны скважины 1, соединенный кабелем 4 с наземным блоком управления 5, через катушку индуктивности 8 и отделенный от насоса 7 и хвостовика колонны НКТ 2 изолятором 6.Installation for electric impact on oil reservoirs is made as follows. Emitter 3 located in the perforation interval 10 of the production string of well 1, connected by cable 4 to the ground control unit 5, through the inductor 8 and separated from the pump 7 and the liner of the tubing string 2 by an insulator 6.

Установка для электровоздействия на нефтяные пласты работает следующим образом. С блока управления 5 по кабельной линии электрические импульсы, через катушку индуктивности 8 подают на электрод 3, расположенный в интервале перфорации и изолированный от эксплуатационной колонны 2. Электрический импульс распространяется по проводящей среде 9 - смеси пластовой воды и жидких углеводородов, движущейся по эксплуатационной колонне, через насосное оборудование, подвеске насосно-компрессорных труб и нефтесборному коллектору скважин, и при подаче положительного потенциала не разрушает эксплуатационную колонну 2, поскольку она не является анодом. Катушка индуктивности 8 возбуждает электродвижущую силу самоиндукции и при прерывании импульса генерирует магнитное поле в проводящей среде 9. При протекании тока катушка индуктивности запасает энергию в своем магнитном поле. При отключении внешнего источника тока катушка 8 отдает запасенную энергию, стремясь поддержать величину тока в цепи. При этом вокруг катушки (и внутри) возбуждается магнитное поле. Проводящая жидкость 9 движется в магнитном поле. Поскольку, как правило, частицы нефти и глинистые частицы заряжены отрицательно, следовательно, они будут двигаться к положительному электроду - аноду. В итоге это все приводит к тому, что меняется полярность частиц, за счет чего отложение солей уменьшается.Installation for electric impact on oil reservoirs works as follows. From the control unit 5 through the cable line, electrical impulses are fed through the inductor 8 to electrode 3 located in the perforation interval and isolated from the production casing 2. The electrical impulse propagates through the conductive medium 9 - a mixture of formation water and liquid hydrocarbons moving along the production casing, through pumping equipment, suspension of tubing and oil-gathering wells, and when positive potential is applied, it does not destroy production casing 2, since it is not an anode. The inductor 8 excites the electromotive force of self-induction and, when the pulse is interrupted, generates a magnetic field in the conductive medium 9. When the current flows, the inductor stores energy in its magnetic field. When the external current source is disconnected, the coil 8 gives up the stored energy, trying to maintain the current in the circuit. This generates a magnetic field around the coil (and inside). Conductive liquid 9 moves in a magnetic field. Since, as a rule, oil particles and clay particles are negatively charged, therefore, they will move towards the positive electrode - the anode. As a result, all this leads to the fact that the polarity of the particles changes, due to which the deposition of salts decreases.

Claims

Installation for electric impact on oil reservoirs, containing a control unit connected by a cable with an electrode installed in the production string, characterized in that the electrode, made in the form of an electric pulse emitter, is located in the perforation interval of the production string and is separated from the pump and the tubing liner pipes, as well as from the walls of the production string of the well with an insulator, while the electrode is connected to the control unit by a cable through an inductance coil.