RU2179235C1 - Device for combined well perforation and formation fracturing - Google Patents
Device for combined well perforation and formation fracturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179235C1 RU2179235C1 RU2001105988/03A RU2001105988A RU2179235C1 RU 2179235 C1 RU2179235 C1 RU 2179235C1 RU 2001105988/03 A RU2001105988/03 A RU 2001105988/03A RU 2001105988 A RU2001105988 A RU 2001105988A RU 2179235 C1 RU2179235 C1 RU 2179235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charges
- module
- generating module
- gas
- formation
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002760 rocket fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000380450 Danaus melanippus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения эффективности вторичного вскрытия пластов. The invention relates to the oil industry and can be used to increase the efficiency of the secondary drilling.
При перфорации скважин для увеличения глубины пробития и диаметра перфорационных каналов применяют кумулятивные заряды с увеличенной массой. When perforating wells, to increase the penetration depth and diameter of the perforation channels, cumulative charges with increased mass are used.
Однако увеличение массы заряда ВВ приводит не только к повреждению обсадной колонны, но и к ухудшению проницаемости прискважинной зоны пласта (ПЗП). However, an increase in the explosive charge mass leads not only to damage to the casing string, but also to a deterioration in the permeability of the near-wellbore zone of the formation (PZP).
Для увеличения эффективности традиционного метода перфорации появились технологии и аппаратура, которые позволяют одновременно перфорировать и создавать трещины в прискважинной зоне пласта в интервале перфорации, что увеличивает проницаемость ПЗП. To increase the efficiency of the traditional method of perforation, technologies and equipment have appeared that simultaneously perforate and create cracks in the borehole zone of the formation in the perforation interval, which increases the permeability of the bottomhole formation zone.
Известны способ и устройство для совместной перфорации и образования трещин в прискважинной зоне пласта [1], в котором между кумулятивными зарядами располагаются патроны из газогенерирующего топлива (присоединенные заряды). За счет синхронизации времени срабатывания кумулятивных зарядов и присоединенных зарядов достигается оптимальное воздействие на пласт для образования трещин. A known method and device for joint perforation and the formation of cracks in the near-wellbore zone of the formation [1], in which ammunition from the gas-generating fuel (attached charges) are located between the cumulative charges. Due to the synchronization of the response time of the cumulative charges and the attached charges, the optimal effect on the formation for crack formation is achieved.
Недостатком этого устройства является его сложность, связанная с обеспечением синхронизации срабатывания кумулятивных и присоединенных зарядов. The disadvantage of this device is its complexity associated with providing synchronization of the operation of cumulative and attached charges.
Известно устройство Stim Gun [2] , сочетающее перфорацию скважины (колонны) и воздействие продуктами сгорания твердого ракетного топлива. Устройство состоит из двух модулей - кумулятивного перфоратора и газогенерирующего модуля в виде гильзы из твердого ракетного топлива, окружающего перфоратор. При срабатывании кумулятивных зарядов перфоратора продукты взрыва воспламеняют гильзу из твердого топлива, что приводит к образованию импульса высокого давления и созданию трещин в прискважинной зоне пласта. Когда газы выходят из породы, они очищают перфорационные каналы. A device Stim Gun [2] is known, combining perforation of a well (column) and exposure to solid rocket fuel combustion products. The device consists of two modules - a cumulative perforator and a gas generating module in the form of a sleeve of solid rocket fuel surrounding the perforator. When the cumulative charges of the perforator are triggered, the explosion products ignite the solid fuel sleeve, which leads to the formation of a high pressure pulse and the formation of cracks in the near-well zone of the formation. When gases exit the rock, they clean the perforation channels.
Недостатком этого устройства является небольшая масса заряда твердого топлива газогенерирующего модуля, ограниченная объемом и длиной самого перфоратора, что снижает эффективность воздействия на пласт. Кроме того, это устройство нельзя применять при работах через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) из-за ограничений по диаметру. The disadvantage of this device is the small mass of solid fuel charge of the gas generating module, limited by the volume and length of the perforator itself, which reduces the effectiveness of the impact on the formation. In addition, this device cannot be used when working through a tubing string due to diameter restrictions.
Наиболее близким изобретением является устройство для совместной перфорации и обработки призабойной зоны скважины [3], содержащее перфораторный модуль с кумулятивными зарядами и газогенерирующий модуль (термогазогенератор с зарядом из горючего материала), расположенные последовательно на несущем каркасе. Импульсом тока запускают перфоратор и термогазогенератор. Термогазогенератор состоит из корпуса с зарядом и присоединен к корпусу перфоратора соединительным узлом, в котором закреплена решетка с заглушенными отверстиями. The closest invention is a device for joint perforation and processing of the bottomhole zone of a well [3], comprising a perforating module with cumulative charges and a gas generating module (thermogas generator with a charge of combustible material) arranged in series on the supporting frame. The current pulse starts the perforator and thermogas generator. The thermogas generator consists of a case with a charge and is connected to the perforator case by a connecting unit in which a grating with plugged holes is fixed.
После срабатывания перфоратора скважинная жидкость отбирается в имплозионную камеру и происходит очистка призабойной зоны от кольматирующих элементов. При горении заряда термогазогенератора выделяется газ, который накапливается в корпусе. К моменту заполнения внутренней полости корпуса перфоратора и имплозионной камеры скважинной жидкостью термогазогенератор выходит на режим. Газ выбивает заглушки в соединительном узле. После достижения давления в корпусе перфоратора, превышающего гидростатическое давление в скважине, жидкость выдавливается через отверстия в корпусе перфоратора, которые открылись после срабатывания кумулятивных зарядов. При дальнейшем увеличении давления газов они вытекают через отверстия перфоратора в перфорационные каналы. Когда давление газов превысит давление гидроразрыва, произойдет разрыв пласта. Режим работы термогазогенератора контролируется датчиком давления, показания которого передаются по кабелю на поверхность. Характеристика заряда и суммарная площадь отверстий в решетке выбираются так, чтобы обеспечить давление гидроразрыва пласта, созданное струями пороховых газов. After the perforator is activated, the borehole fluid is taken into the implosion chamber and the bottomhole zone is cleaned of clogging elements. When the charge of the thermogas generator is burning, gas is released, which accumulates in the housing. By the time of filling the inner cavity of the perforator housing and the implosion chamber with the borehole fluid, the thermogas generator is in operation. Gas knocks out the plugs in the connector. After reaching a pressure in the perforator body that exceeds the hydrostatic pressure in the well, the fluid is squeezed out through the holes in the perforator body, which opened after the cumulative charges are triggered. With a further increase in gas pressure, they flow out through the holes of the perforator into the perforation channels. When the gas pressure exceeds the fracturing pressure, fracturing will occur. The operating mode of the gas generator is controlled by a pressure sensor, the readings of which are transmitted via cable to the surface. The charge characteristics and the total area of the holes in the grate are selected so as to provide hydraulic fracturing pressure created by the jets of powder gases.
Недостатком устройства является сложность и неясность регулирования процесса горения заряда в корпусе термогазогенератора и синхронизации по времени режима работы термогазогенератора и имплозионной камеры. The disadvantage of this device is the complexity and ambiguity of the regulation of the combustion process of the charge in the housing of the gas generator and the time synchronization of the operation of the gas generator and the implosion chamber.
Характеристики заряда (масса и время горения) и площадь отверстий в решетке соединительного узла, как указано в [3] , подбирают так, чтобы обеспечить давление разрыва, которое зависит от характеристик пласта. Однако на режим горения заряда в камере и истечение струй пороховых газов в пласт влияют и площадь отверстий перфоратора, через которые газы истекают, о чем в [3] не указано. The charge characteristics (mass and burning time) and the area of the holes in the lattice of the connecting unit, as indicated in [3], are selected so as to provide a burst pressure, which depends on the characteristics of the formation. However, the mode of charge burning in the chamber and the outflow of jets of powder gases into the formation are also affected by the area of the holes of the perforator through which gases flow, which is not indicated in [3].
Другой недостаток заключается в том, что для обеспечения гидроразрыва пласта струями пороховых газов, направленных непосредственно в перфорационные каналы в пласте, устройство снабжено центраторами, исключающими перемещение перфорационной камеры относительно обсадной колонны. Такая конструкция не позволяет применять устройство в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами. Another disadvantage is that to ensure hydraulic fracturing by jets of powder gases directed directly to the perforation channels in the formation, the device is equipped with centralizers to prevent movement of the perforation chamber relative to the casing. This design does not allow the device to be used in wells with deflated tubing.
Целью изобретения является дальнейшее увеличение эффективности вторичного вскрытия пластов. The aim of the invention is to further increase the effectiveness of the secondary opening of the layers.
Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно расположенные перфораторный и газогенерирующий модули, последний выполнен в виде сборки трубчатых зарядов из твердого ракетного топлива недетонирующего состава с удлинением (отношение длины единичного заряда к его наружному диаметру) в пределах от 2 до 6, причем оба модуля имеют единую инициирующую цепь в виде детонирующего шнура, проходящего через кумулятивные заряды перфораторного модуля и через центральные трубки из металла, запрессованные во внутренние каналы трубчатых зарядов. Заряды газогенерирующего модуля размещены на тросе, проходящем через центральные трубки. Один конец троса соединен с перфораторным модулем, а другой конец снабжен устройством натяжения для улучшения проходимости при спуске в скважину или через насосно-компрессорные трубы. Для центровки зарядов на тросе центральные трубки имеют большую длину, чем заряды, а выступающие части двух соседних трубок соединены втулками, например, из пластика. This goal is achieved by the fact that in the known device containing sequentially located perforating and gas generating modules, the latter is made in the form of an assembly of tubular charges of solid rocket fuel of a non-detonating composition with an extension (the ratio of the length of a single charge to its outer diameter) ranging from 2 to 6, moreover, both modules have a single initiating circuit in the form of a detonating cord passing through the cumulative charges of the punch module and through central tubes of metal pressed into friction channels tubular charges. The charges of the gas generating module are placed on a cable passing through the central tubes. One end of the cable is connected to the perforating module, and the other end is equipped with a tension device to improve cross-flow during descent into the well or through tubing. To center the charges on the cable, the central tubes are longer than the charges, and the protruding parts of two adjacent tubes are connected by bushings, for example, made of plastic.
Недетонирующие составы встречаются среди смесевых твердых топлив, обычно на основе, например, перхлората аммония или калия, горючесвязующего вещества и добавок. Non-knocking compounds are found among mixed solid fuels, usually based on, for example, ammonium or potassium perchlorate, a combustible binder, and additives.
Предложенная конструкция и параметры устройства позволяют изменять массу зарядов газогенерирующего модуля в широких пределах и обеспечивают возможность управления амплитудой и продолжительностью импульса давления в скважине для создания протяженных трещин в продуктивном пласте. The proposed design and device parameters allow you to change the mass of charges of the gas generating module over a wide range and provide the ability to control the amplitude and duration of the pressure pulse in the well to create extended cracks in the reservoir.
Детонирующий шнур, помещенный в центральные трубки зарядов смесевого твердого топлива, служит средством воспламенения этих зарядов [4, 5]. Но даже при одновременном воспламенении сборки зарядов по внутреннему каналу в случае применения малогабаритных зарядов газоприход и, соответственно, максимальное давление в скважине оказываются недостаточными для расширения и распространения перфорационных каналов и образования трещин в пласте. Это известно из данных испытаний и расчетов. Поэтому необходимо создать в единичных зарядах дополнительные поверхности горения. Для этого массу ВВ в шнуре, толщину и материал центральной трубки подбирают так, чтобы за счет прогрева трубок воспламенить заряды твердого топлива, а за счет резкого повышения давления в трубке при детонации шнура разрушить заряды твердого топлива и создать в них трещины, которые и образуют новые поверхности горения. A detonating cord placed in the central tubes of mixed solid fuel charges serves as a means of igniting these charges [4, 5]. But even with the simultaneous ignition of the charge assembly along the internal channel in the case of using small charges, the gas intake and, accordingly, the maximum pressure in the well are insufficient for the expansion and propagation of perforation channels and the formation of cracks in the formation. This is known from test data and calculations. Therefore, it is necessary to create additional combustion surfaces in unit charges. For this, the mass of explosives in the cord, the thickness and material of the central tube are selected so that, due to the heating of the tubes, the charges of solid fuel are ignited, and due to a sharp increase in pressure in the tube during detonation of the cord, destroy the charges of solid fuel and create cracks in them, which form new combustion surface.
Однако, как показали данные испытаний, при таком способе воспламенения зарядов наблюдаются большие разбросы давления в скважине при горении зарядов одинаковой массы, так как процесс нарушения целостности зарядов и появление новых поверхностей горения носит случайный характер. Заряды с большим удлинением имеют большую вероятность наличия различных технологических дефектов и различий в напряженном состоянии по длине. Кроме того, диаметр шнура существенно меньше внутреннего диаметра трубки, где расположены шнур и трос. Этот фактор также влияет на процесс разрушения заряда (и тем больше, чем больше длина заряда) из-за неравномерности зазора между шнуром и трубкой. Все эти факторы приводят к заметному разбросу максимального давления в скважине при одинаковой суммарной длине зарядов модуля. Величина разброса может быть значительной, как показали испытания в скважине, и зависит от удлинения единичных зарядов, входящих в модуль. However, as the test data showed, with this method of ignition of the charges, large variations in pressure are observed in the well during the combustion of charges of the same mass, since the process of violating the integrity of the charges and the appearance of new combustion surfaces is random. Charges with a large elongation are more likely to have various technological defects and differences in the stress state along the length. In addition, the diameter of the cord is significantly smaller than the inner diameter of the tube where the cord and cable are located. This factor also affects the process of destruction of the charge (and the greater the greater the length of the charge) due to the uneven gap between the cord and the tube. All these factors lead to a noticeable scatter in the maximum pressure in the well with the same total length of module charges. The magnitude of the spread can be significant, as shown by tests in the well, and depends on the extension of the unit charges included in the module.
Величину разброса можно определить только по опытным данным. Испытания в скважине показали, что при удлинениях зарядов меньше 6 максимальные давления в скважине имеют разброс до 30%. При удлинениях более 6 разброс заметно увеличивается и достигает 100% и выше при удлинении 10, что не позволяет осуществить управляемое воздействие на пласт и может привести как к аварийным ситуациям, так и к низким давлениям при применении зарядов одной и той же массы. The magnitude of the spread can be determined only from experimental data. Tests in the well showed that with charge extensions less than 6, the maximum pressure in the well has a spread of up to 30%. With elongations of more than 6, the spread increases markedly and reaches 100% and higher with elongation of 10, which does not allow a controlled impact on the formation and can lead to both emergency situations and low pressures when using charges of the same mass.
Таким образом, при воспламенения зарядов газогенерирующего модуля с помощью детонирующего шнура целесообразно ограничить относительные размеры зарядов этого модуля значением удлинения не более 6. Thus, when igniting the charges of a gas generating module using a detonating cord, it is advisable to limit the relative sizes of the charges of this module to an elongation value of not more than 6.
Применение детонирующего шнура в качестве воспламенителя зарядов газогенерирующего модуля позволяет увеличить максимальное давление и газоприход в скважину для обеспечения эффективного воздействия на пласт при использовании зарядов с малым диаметром в устройствах, спускаемых в скважину через колонну НКТ, а выполнение зарядов твердого топлива с предложенными удлинениями обеспечивает малый разброс давления в скважине при срабатывании устройства и возможность управления импульсом давления для эффективного воздействия на пласт. The use of a detonating cord as an igniter of the charges of the gas generating module allows to increase the maximum pressure and gas input into the well to ensure effective impact on the formation when using charges with a small diameter in devices that are lowered into the well through the tubing string, and the implementation of solid fuel charges with the proposed extensions provides a small spread pressure in the well when the device is triggered and the ability to control the pressure pulse for effective impact on the reservoir.
Минимальное удлинение зарядов газогенерирующего модуля также имеет ограничение. Это ограничение связано с тем, что при малых удлинениях величина начальной поверхности горения всей сборки, как показано ниже, резко увеличивается и при принятой схеме воспламенения может существенно влиять на развитие давления в скважине. Minimum elongation of the charges of the gas generating module also has a limitation. This limitation is due to the fact that, at small elongations, the value of the initial combustion surface of the entire assembly, as shown below, increases sharply and, with the adopted ignition scheme, can significantly affect the development of pressure in the well.
Рассмотрим изменение начальной поверхности горения всей сборки при заданной суммарной длине L, наружном D и внутреннем d диаметрах трубчатых единичных зарядов, составляющих сборку, в зависимости от удлинения λ = l/D этих зарядов; здесь l - длина единичного заряда. Consider the change in the initial combustion surface of the entire assembly for a given total length L, outer D and inner d diameters of the tubular unit charges making up the assembly, depending on the elongation λ = l / D of these charges; here l is the length of the unit charge.
Площадь начальной поверхности горения S сборки равна сумме площадей боковой S1 и торцевой S2 поверхностей
S = S1+S2,
где S1 = π•(D+d)•l•n,
S2 = π•(D2-d2)•n/2;
n - число единичных зарядов в сборке.The area of the initial combustion surface S of the assembly is equal to the sum of the areas of the side S 1 and end S 2 surfaces
S = S 1 + S 2 ,
where S 1 = π • (D + d) • l • n,
S 2 = π • (D 2 -d 2 ) • n / 2;
n is the number of unit charges in the assembly.
Так как суммарная длина зарядов L=l • n фиксирована, то полная боковая поверхность сборки S1 является постоянной величиной и не зависит от удлинения зарядов.Since the total length of the charges L = l • n is fixed, the total lateral surface of the assembly S 1 is a constant and does not depend on the elongation of the charges.
Отношение площади полной начальной поверхности горения к боковой
Таким образом, относительная величина площади полной начальной поверхности горения сборки в зависимости от удлинения единичных зарядов выражается формулой
η = 1+(1-d/D)/(2λ).
Например, для малогабаритных зарядов с D = 0,045 м, d = 0,015 м получаем:
η = 1+1/(3λ).
График этой зависимости приведен на фиг. 1, откуда видно, что при удлинении менее 2 начальная поверхность резко увеличивается. Это связано с увеличением суммарной торцевой поверхности зарядов сборки. Для зарядов с большим наружным диаметром D этот эффект будет выражен еще больше, как видно из приведенной формулы. Расчеты, выполненные методом математического моделирования, показали, что при таких малых удлинениях зарядов и воспламенении их детонирующим шнуром с образованием дополнительных поверхностей горения амплитуда давления в скважине увеличивается до значений, могущих привести к повреждению крепи скважины. Например, для приведенного выше примера при удлинении единичного заряда λ = 1 и суммарной длине всех зарядов L = 3 м давление в скважине (по расчету) может достигать 200 МПа. При удлинениях же более 2 начальная поверхность горения близка к боковой поверхности и изменяется незначительно, а максимальное давление в скважине, как показали расчеты и данные испытаний около 100 МПа.The ratio of the total initial combustion surface to the side
Thus, the relative size of the total initial combustion surface of the assembly, depending on the elongation of unit charges, is expressed by the formula
η = 1+ (1-d / D) / (2λ).
For example, for small-sized charges with D = 0.045 m, d = 0.015 m, we get:
η = 1 + 1 / (3λ).
A graph of this relationship is shown in FIG. 1, from which it can be seen that with elongation of less than 2, the initial surface increases sharply. This is due to an increase in the total end surface of the assembly charges. For charges with a large outer diameter D, this effect will be even more pronounced, as can be seen from the above formula. Calculations performed by the method of mathematical modeling showed that with such small elongations of the charges and ignition with a detonating cord with the formation of additional combustion surfaces, the pressure amplitude in the well increases to values that could damage the well support. For example, for the above example, with a unit charge elongation of λ = 1 and a total length of all charges L = 3 m, the pressure in the well (calculated) can reach 200 MPa. With elongations of more than 2, the initial combustion surface is close to the side surface and varies slightly, and the maximum pressure in the well, as shown by calculations and test data, is about 100 MPa.
По этой причине удлинение зарядов в сборке целесообразно ограничить минимальным значением 2. For this reason, it is advisable to limit the charge extension in the assembly to a minimum value of 2.
Таким образом, при применении зарядов твердого топлива, воспламеняемых детонирующим шнуром, имеется возможность управления импульсом давления в скважине путем надлежащего подбора удлинения зарядов. При этом целесообразно выбирать удлинение в диапазоне от 2 до 6, а амплитуда и продолжительность создаваемого в скважине импульса давления будет определяться суммарной длиной, а значит массой зарядов газогенерирующего модуля. Thus, when using solid fuel charges ignited by a detonating cord, it is possible to control the pressure impulse in the well by appropriately selecting charge extension. It is advisable to choose an extension in the range from 2 to 6, and the amplitude and duration of the pressure pulse created in the well will be determined by the total length, and therefore the mass of charges of the gas generating module.
На фиг. 2 показан общий вид устройства, примененного на скважинах месторождения Белый Тигр, расположенного на шельфе Южно-Китайского моря (СП "Вьетсовпетро"). Перфораторный модуль представляет собой малогабаритный разрушающийся перфоратор с кумулятивными зарядами 1. Заряды 2 генераторного модуля из смесевого твердого топлива, каждый из которых имеет длину 150 мм и диаметр 45 мм с центральной трубкой 3 из стали толщиной 1 мм, собраны в сборку на тросе 4, проходящем через центральные трубки. Один конец троса соединен с перфораторным модулем, а другой конец снабжен устройством натяжения 5 для центровки зарядов на тросе. Центральные трубки выполнены с большей длиной, чем заряды, а выступающие на 10 мм части двух соседних трубок соединены втулкой 6 из пластика для улучшения проходимости устройства в колонне насосно-компрессорных труб. Детонирующий шнур 7 проходит через центральные трубки газогенерирующего модуля и кумулятивные заряды и инициируется с помощью электродетонатора 8. In FIG. Figure 2 shows a general view of the device used in the wells of the White Tiger field, located on the shelf of the South China Sea (JV Vietsovpetro). The punch module is a small-sized collapsible punch with cumulative charges 1. Charges 2 of the mixed solid fuel generator module, each of which has a length of 150 mm and a diameter of 45 mm with a
Устройство спускают в скважину через колонну НКТ. Срабатывание электродетонатора 8 вызывает детонацию шнура 7, после чего срабатывают кумулятивные заряды 1, а через 5 мс заряды смесевого твердого топлива 2. В результате срабатывания устройства достигается комбинированная обработка ПЗП, включающая создание перфорационных каналов и их развитие в глубь пласта в виде вертикальных трещин протяженностью до 2,0 - 5,0 м. Характерное изменение давления в одной из скважин показано на фиг. 3 при общей длине зарядов газогенерирующего модуля 3 м, что соответствует числу единичных зарядов 20 штук. The device is lowered into the well through the tubing string. The operation of the
При воздействии на сложно построенные коллекторы устройство может выполняться в виде чередующихся газогенерирующих и перфораторных модулей. When exposed to complexly constructed collectors, the device can be made in the form of alternating gas-generating and perforating modules.
Устройство можно применять в скважинах со спущенными насосно-компрессорными трубами. Прострелочно-взрывные работы на морских платформах разрешаются только при спущенных НКТ. Кроме того, работа через НКТ позволяет осуществлять депрессию на пласт, создавая знакопеременные нагрузки; проводить комплексные обработки в агрессивных средах, например, с применением кислот, углеводородных растворителей. The device can be used in wells with deflated tubing. Rifle-blasting on offshore platforms is permitted only with lowered tubing. In addition, work through the tubing allows for depression on the formation, creating alternating loads; carry out complex treatments in aggressive environments, for example, using acids, hydrocarbon solvents.
Сопоставительный анализ признаков предложенного решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими новыми признаками:
- в известном устройстве, содержащем два последовательно расположенных на несущем каркасе модуля - перфораторный модуль с кумулятивными зарядами и газогенерирующий модуль в виде трубчатых зарядов из твердого топлива с запрессованными во внутренние каналы трубками из металла с возможностью одновременного воспламенения, газогенерирующий модуль выполнен в виде набора из трубчатых зарядов с удлинением от 2-х до 6, причем оба модуля имеют единую цепь инициирования кумулятивных зарядов и воспламенения трубчатых зарядов в виде детонирующего шнура, проходящего через кумулятивные заряды и центральные трубки зарядов газогенерирующего модуля;
- заряды газогенерирующего модуля зафиксированы на тросе, проходящем через центральные трубки, причем один конец троса соединен с перфораторным модулем, а другой конец снабжен устройством натяжения для улучшения проходимости при спуске в скважину или через насосно-компрессорные трубы;
- для центровки зарядов на тросе центральные трубки имеют большую длину, чем заряды, а выступающие части двух соседних трубок соединены втулками, например, из пластика.A comparative analysis of the features of the proposed solution with the prototype shows that it differs in the following new features:
- in a known device containing two modules sequentially arranged on a supporting frame - a perforating module with cumulative charges and a gas generating module in the form of tubular charges from solid fuel with metal tubes pressed into the internal channels with the possibility of simultaneous ignition, the gas generating module is made in the form of a set of tubular charges with an elongation from 2 to 6, both modules having a single chain for initiating cumulative charges and igniting the tube charges in the form of a detonating a cord passing through the cumulative charges and the central tubes of the charges of the gas generating module;
- the charges of the gas generating module are fixed on the cable passing through the central tubes, with one end of the cable connected to the perforating module, and the other end equipped with a tension device to improve patency when running into the well or through tubing;
- to center the charges on the cable, the central tubes are longer than the charges, and the protruding parts of two adjacent tubes are connected by bushings, for example, made of plastic.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявляемого решения с прототипом и другими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные" отличия. Comparison of the proposed solutions with the prototype and other solutions in this technical field revealed the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant" differences.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Unaited States Patent 5355802. Oct. 18, 1994. Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole.SOURCES OF INFORMATION
1. Unaited States Patent 5355802. Oct. 18, 1994. Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole.
2. United States Patent 5775426. Jul.7, 1998. Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation. 2. United States Patent 5775426. Jul. 7, 1998. Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation.
3. Патент РФ N 2162514, 27.01.01. Способ перфорации и обработки призабойной зоны скважины и устройство для его осуществления. 3. RF patent N 2162514, 01/27/01. The method of perforation and processing of the bottomhole zone of the well and a device for its implementation.
4. Патент РФ N 2018508, 30.08.94 г. Твердотопливный скважинный генератор. 4. RF patent N 2018508, 08/30/94, a solid fuel well generator.
5. Патент РФ N 2047744, 10.11.95 г. Устройство для воздействия на пласт. 5. RF patent N 2047744, 10.11.95, the Device for impact on the reservoir.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105988/03A RU2179235C1 (en) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Device for combined well perforation and formation fracturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105988/03A RU2179235C1 (en) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Device for combined well perforation and formation fracturing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2179235C1 true RU2179235C1 (en) | 2002-02-10 |
Family
ID=20246795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001105988/03A RU2179235C1 (en) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | Device for combined well perforation and formation fracturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179235C1 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194154C1 (en) * | 2002-03-05 | 2002-12-10 | Минибаев Шамиль Хамитович | Method of bottom-hole zone treatment |
| RU2234599C1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-08-20 | Закрытое акционерное общество "НОЙЛ-холдинг" | Method of well bottom zone treatment |
| RU2245440C2 (en) * | 2003-01-24 | 2005-01-27 | Балдин Анатолий Валентинович | Method for perforation and treatment of well-adjacent bed zone and device for realization of said method (variants) |
| RU2287667C2 (en) * | 2004-10-13 | 2006-11-20 | Ильгиз Фатыхович Садыков | Method for well completion (variants) |
| RU2332563C1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-08-27 | Константин Викторович Ларионов | Method for monitoring near wellbore payzone region treatment in well and device therefor |
| RU2347065C2 (en) * | 2005-04-07 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" | Shaped charge of both-side encased rock drill |
| RU2352769C2 (en) * | 2002-12-11 | 2009-04-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method and facility for control over unstable state in well borehole |
| RU2407886C2 (en) * | 2005-08-15 | 2010-12-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device and method of detection of signal associated with component |
| RU2425960C1 (en) * | 2010-08-26 | 2011-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Development method of bottom-hole zone |
| RU2469180C2 (en) * | 2010-11-10 | 2012-12-10 | Ильгиз Фатыхович Садыков | Perforation and treatment method of bottom-hole zone, and device for its implementation |
| US8347963B2 (en) | 2000-03-02 | 2013-01-08 | Schlumberger Technology Corporation | Controlling transient underbalance in a wellbore |
| RU2471973C2 (en) * | 2011-02-10 | 2013-01-10 | Николай Михайлович Пелых | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method |
| US8439114B2 (en) | 2001-04-27 | 2013-05-14 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for orienting perforating devices |
| RU2633883C1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-10-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм" | Perforation and bottomhole treatment method and device for its implementation |
| US11346184B2 (en) | 2018-07-31 | 2022-05-31 | Schlumberger Technology Corporation | Delayed drop assembly |
| US11414965B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating loading tube and angled shaped charges for oriented perforating |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5005641A (en) * | 1990-07-02 | 1991-04-09 | Mohaupt Henry H | Gas generator with improved ignition assembly |
| US5295545A (en) * | 1992-04-14 | 1994-03-22 | University Of Colorado Foundation Inc. | Method of fracturing wells using propellants |
| RU2030569C1 (en) * | 1991-04-18 | 1995-03-10 | Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "ПечорНИПИнефть" | Method for fracturing of formation and device for its realization |
| RU2047744C1 (en) * | 1992-03-23 | 1995-11-10 | Малаховское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института нефтепромысловой геофизики | Formation treatment device |
| RU2119045C1 (en) * | 1995-04-14 | 1998-09-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method for completion of well |
| RU2131512C1 (en) * | 1997-02-28 | 1999-06-10 | Казанский государственный технологический университет | Device for treatment of bottom-hole formation zone of oil wells |
| RU2147335C1 (en) * | 1999-10-06 | 2000-04-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method for completion of well |
| RU2155863C2 (en) * | 1998-12-09 | 2000-09-10 | ЗАО "СтС-Импульс" Технологии и аппаратура для стимуляции скважин взрывными и импульсными методами | Method of formation treatment |
| RU2162514C1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-01-27 | Падерин Михаил Григорьевич | Method of perforation and treatment of well bottom-hole zone and device for method embodiment |
-
2001
- 2001-03-05 RU RU2001105988/03A patent/RU2179235C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5005641A (en) * | 1990-07-02 | 1991-04-09 | Mohaupt Henry H | Gas generator with improved ignition assembly |
| RU2030569C1 (en) * | 1991-04-18 | 1995-03-10 | Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "ПечорНИПИнефть" | Method for fracturing of formation and device for its realization |
| RU2047744C1 (en) * | 1992-03-23 | 1995-11-10 | Малаховское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института нефтепромысловой геофизики | Formation treatment device |
| US5295545A (en) * | 1992-04-14 | 1994-03-22 | University Of Colorado Foundation Inc. | Method of fracturing wells using propellants |
| RU2119045C1 (en) * | 1995-04-14 | 1998-09-20 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method for completion of well |
| RU2131512C1 (en) * | 1997-02-28 | 1999-06-10 | Казанский государственный технологический университет | Device for treatment of bottom-hole formation zone of oil wells |
| RU2155863C2 (en) * | 1998-12-09 | 2000-09-10 | ЗАО "СтС-Импульс" Технологии и аппаратура для стимуляции скважин взрывными и импульсными методами | Method of formation treatment |
| RU2147335C1 (en) * | 1999-10-06 | 2000-04-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Method for completion of well |
| RU2162514C1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-01-27 | Падерин Михаил Григорьевич | Method of perforation and treatment of well bottom-hole zone and device for method embodiment |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БОЙДАЧЕНКО В.Н. и др. Геофизические и прострелочно-взрывные работы в геологоразведочных скважинах. - М.: Недра, 1976, с .231-233. * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8347963B2 (en) | 2000-03-02 | 2013-01-08 | Schlumberger Technology Corporation | Controlling transient underbalance in a wellbore |
| US8439114B2 (en) | 2001-04-27 | 2013-05-14 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for orienting perforating devices |
| RU2194154C1 (en) * | 2002-03-05 | 2002-12-10 | Минибаев Шамиль Хамитович | Method of bottom-hole zone treatment |
| RU2352769C2 (en) * | 2002-12-11 | 2009-04-20 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method and facility for control over unstable state in well borehole |
| RU2245440C2 (en) * | 2003-01-24 | 2005-01-27 | Балдин Анатолий Валентинович | Method for perforation and treatment of well-adjacent bed zone and device for realization of said method (variants) |
| RU2234599C1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-08-20 | Закрытое акционерное общество "НОЙЛ-холдинг" | Method of well bottom zone treatment |
| RU2287667C2 (en) * | 2004-10-13 | 2006-11-20 | Ильгиз Фатыхович Садыков | Method for well completion (variants) |
| RU2347065C2 (en) * | 2005-04-07 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" | Shaped charge of both-side encased rock drill |
| RU2407886C2 (en) * | 2005-08-15 | 2010-12-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Device and method of detection of signal associated with component |
| RU2332563C1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-08-27 | Константин Викторович Ларионов | Method for monitoring near wellbore payzone region treatment in well and device therefor |
| RU2425960C1 (en) * | 2010-08-26 | 2011-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Development method of bottom-hole zone |
| RU2469180C2 (en) * | 2010-11-10 | 2012-12-10 | Ильгиз Фатыхович Садыков | Perforation and treatment method of bottom-hole zone, and device for its implementation |
| RU2471973C2 (en) * | 2011-02-10 | 2013-01-10 | Николай Михайлович Пелых | Device operating on solid fuel and used for well treatment, and its application method |
| RU2633883C1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-10-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм" | Perforation and bottomhole treatment method and device for its implementation |
| US11414965B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Rotating loading tube and angled shaped charges for oriented perforating |
| US11346184B2 (en) | 2018-07-31 | 2022-05-31 | Schlumberger Technology Corporation | Delayed drop assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2179235C1 (en) | Device for combined well perforation and formation fracturing | |
| US7431075B2 (en) | Propellant fracturing of wells | |
| RU2175059C2 (en) | Solid-fuel gas generator with controllable pressure pulse for stimulation of wells | |
| US7073589B2 (en) | System for fracturing wells using supplemental longer-burning propellants | |
| US5355802A (en) | Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole | |
| US4391337A (en) | High-velocity jet and propellant fracture device for gas and oil well production | |
| CN1116495C (en) | Apparatus and method for perforating and stimulating a subterranean formation | |
| CA2598438C (en) | Method and apparatus for stimulating wells with propellants | |
| US8186425B2 (en) | Sympathetic ignition closed packed propellant gas generator | |
| CA2583835C (en) | Sub-surface coalbed methane well enhancement through rapid oxidation | |
| US6817298B1 (en) | Solid propellant gas generator with adjustable pressure pulse for well optimization | |
| US10597987B2 (en) | System and method for perforating a formation | |
| US20020162662A1 (en) | System for lifting water from gas wells using a propellant | |
| RU2469180C2 (en) | Perforation and treatment method of bottom-hole zone, and device for its implementation | |
| RU111189U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
| RU2018508C1 (en) | Solid fuel submersible gas generator | |
| RU108796U1 (en) | POWDER GENERATOR | |
| RU108795U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
| RU2460873C1 (en) | Powder generator of pressure and method for its implementation | |
| RU118350U1 (en) | POWDER PRESSURE GENERATOR | |
| RU2245440C2 (en) | Method for perforation and treatment of well-adjacent bed zone and device for realization of said method (variants) | |
| RU44740U1 (en) | DEVICE FOR OPENING AND PROCESSING THE BOREHING HOLE ZONE | |
| RU2312982C2 (en) | Method for reservoir penetration and treatment | |
| RU51397U1 (en) | DEVICE FOR SECONDARY OPENING WITH SIMULTANEOUS GAS-DYNAMIC PROCESSING OF THE FORM | |
| RU2211324C2 (en) | Pulse pressure generator for wells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20041119 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20070801 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140306 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150210 |