RU2471965C1 - Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation - Google Patents
Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471965C1 RU2471965C1 RU2011121975/03A RU2011121975A RU2471965C1 RU 2471965 C1 RU2471965 C1 RU 2471965C1 RU 2011121975/03 A RU2011121975/03 A RU 2011121975/03A RU 2011121975 A RU2011121975 A RU 2011121975A RU 2471965 C1 RU2471965 C1 RU 2471965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tubing
- arresters
- arrester
- discharge
- pulse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации и предотвращения образования асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах. Образование стойких эмульсий в скважинах в совокупности АСПО в пласте приводит к значительному снижению добычи нефти.The invention relates to the oil industry and is intended to eliminate and prevent the formation of tar and paraffin deposits (paraffin) in oil and gas wells. The formation of persistent emulsions in wells in combination with paraffin deposits in the reservoir leads to a significant decrease in oil production.
Известны различные способы ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений, установки для их осуществления, а также описания исследований разноплановых вопросов, с ними связанных [1-18]. 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°C выше температуры плавления АСПО. Одновременно контролируют температуру электроизоляции греющих элементов, ограничивая ее температурой плавления изоляции.There are various methods of eliminating and preventing the formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, installations for their implementation, as well as descriptions of studies of diverse issues related to them [1-18]. For example, 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 prevent the formation of an ARPD, consists in heating the product in a tubing by passing an electric current on NK through a supply vein. The heat release is controlled by the depth of sediment formation, 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.
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].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].
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.It is not possible to reduce energy consumption by replacing NK with a variety of heating elements (“M points”) [6]. In this method, control and supply of energy to each point is carried out, but the points are located on the outside of the tubing, since it is not possible to control and supply energy to each point if they are located inside the tubing. Accordingly, a significantly higher energy consumption is consumed compared to as if these points were located inside the tubing.
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.The main disadvantage of such methods and devices for their implementation, based on heating, is the high energy consumption: 40-100 W / m [5, 7, 8]. Another disadvantage is the low temperature and, accordingly, the low specific heat transfer of the heating element, associated with limiting the temperature of electrical insulation, which reduces the cleaning performance of the tubing.
Принцип действия скважинных ЭГД аппаратов основан па 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 используются, например, компанией «Waterhunters» [9] и реализуется в различных вариантах исполнения [10, 11]. 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.The principle of operation of downhole EHD devices is based on the destruction and removal of salt or paraffin deposits from the bottomhole zone of the well by a set of influencing factors: shock waves, a pulsating gas-vapor bubble, and a high-speed hydraulic flow generated during a high-voltage electric discharge in a liquid. EHD devices to increase well production by impacting the bottom hole are industrially used, for example, by Waterhunters [9] and are implemented in various designs [10, 11]. 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.
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].There is also a method of cleaning the inner surface of the pipe, which consists in the fact that the inner surface of the pipe is subjected to electro-hydraulic shock (EGDU) using an electro-hydraulic emitter, which is moved inside as the pipe is cleaned. The operating voltage of the discharge pulse is limited by the voltage at which the destruction of the pipes occurs [12]. A similar method is used to clean the inner surface of pipes in industry [13].
Известно, что при воздействии ЭГДУ на нефтяную жидкость меняется ее структура, происходит множественное дробление капель жидкости, образование водонефтяной эмульсии, 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 [14-16].It is known that when an EGDU acts on an oil liquid, its structure changes, multiple drops of liquid are crushed, an oil-water emulsion is formed, heavy fractions are destroyed, the viscosity of the oil is reduced, and its physicochemical properties are altered in general. At the same time, local heating occurs in the liquid itself and significant heat energy is released at high efficiency [14–16].
Наиболее близкими по технической сущности и сходству с существенными признаками к предлагаемому способу увеличения дебита нефтяной скважины, а также ликвидации и предотвращения АСПО в НКТ являются [1-16], в частности: - очистка трубопроводов электрогидродинамическим ударом (ЭГДУ).The closest in technical essence and similarity with the essential features to the proposed method of increasing oil well flow rate, as well as eliminating and preventing paraffin deposits in tubing are [1-16], in particular: - cleaning of pipelines by electrohydrodynamic shock (EGDU).
В качестве наиболее близкого аналога, как для способа, так и для устройства по совокупности признаков, целесообразно выбрать устройство, раскрытое в патенте RU 2175898 C1, 2001. Данное устройство также предназначено для ликвидации отложений при очистке скважины и трубного оборудования и содержит следующие, общие с заявленным способом существенные признаки: на глубину возможного формирования отложений опускают кабель с электродами, образующими разрядник, по кабелю подают от располагаемого на поверхности блока управления импульсы напряжения частотой следования от 0,1 Гц, в результате чего производят разряд на разряднике и локальный нагрев в месте разряда, инициируют тем самым электродинамические ударные волны. Признаки, общие с заявленным устройством: кабель, разрядники, блок управления, генератор импульсов для разрядников, конденсаторы.As the closest analogue, both for the method and for the device according to the totality of features, it is advisable to choose the device disclosed in patent RU 2175898 C1, 2001. This device is also designed to eliminate deposits during the cleaning of the well and pipe equipment and contains the following, common with The claimed method has significant features: a cable with electrodes forming a spark gap is lowered to the depth of a possible formation of deposits, voltage pulses of ca with a repetition rate of 0.1 Hz, as a result of which a discharge is produced on the spark gap and local heating at the discharge site, thereby initiating electrodynamic shock waves. Signs common with the claimed device: cable, arresters, control unit, pulse generator for arresters, capacitors.
Достигаемый технический результат заключается в снижении потребляемой мощности и увеличении дебита скважин.The technical result achieved is to reduce power consumption and increase well production.
В качестве кратких сведений, раскрывающих сущность изобретения, следует отметить, что указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе ликвидации и предотвращения образования АСПО, состоящем в том, что в НКТ скважины на длину от устья до призабойной зоны или на глубину возможного формирования АСПО опускают кабель с количеством проводников в нем от 1 до 20, на котором крепят электрические с числом электродов от 2 до 10 разрядники, количеством от 1 до 1000 штук, на расстоянии (Δs(n-1),n) от 0,3 м до 5000 м друг от друга. На каждый из разрядников по кабелю подают от располагаемого на поверхности блока управления (БУ) импульсы или пакеты импульсов напряжения, с амплитудой от 10 В до 50 кВ, длительностью от 1 нс до 100 мс, с фронтом от 1 нс до 1 мс, спадом от 1 нс до 1 мс, частотой следования от 0,1 Гц до 1 МГц, скважностью импульсов от 10-5 до 109, указанные параметры которых формируют БУ. В результате этого 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.As a brief summary of the invention, it should be noted that the technical result is provided by the fact that in the method of eliminating and preventing the formation of paraffin deposits, consisting in the fact that in the tubing of the well, the length from the wellhead to the bottom hole zone or to the depth of the possible formation of paraffin deposits a cable with the number of conductors in it from 1 to 20, on which electric cables with the number of electrodes from 2 to 10 arresters, from 1 to 1000 pieces, are mounted at a distance (Δs (n-1), n ) from 0.3 m to 5000 m apart. Each of the arresters is supplied with a cable from pulses or packages of voltage pulses located on the surface of the control unit (CU), with an amplitude of 10 V to 50 kV, a duration of 1 ns to 100 ms, with a front of 1 ns to 1 ms, a fall from 1 ns to 1 ms, repetition rate from 0.1 Hz to 1 MHz, pulse duty cycle from 10 -5 to 10 9 , the indicated parameters of which form the control unit. As a result of this, a discharge is produced on any of the arresters, independently of the other arresters or on any group of arresters selected from their total number and local heating at the place of the discharge. To control the processes, signals are received from acoustic sensors in the number from 1 to 100, temperature sensors in the number from 1 to 100 and pressure sensors in the number from 1 to 100, which are installed inside the tubing and the annulus. Thus, electrohydrodynamic shock waves are initiated and, in the complex of the indicated effects on all arresters, increase the temperature in the tubing above the melting point of the ARPD. At the same time, the tubing is cleaned by shock waves, the solid fractions of the petroleum fluid in the product are destroyed, the viscosity of the product is reduced, the deposition of paraffin deposits is prevented and the paraffin deposits are eliminated.
Указанный технический результат обеспечивается также тем, что в заявленном способе для подачи импульса на любой n-ый разрядник БУ формирует импульс из условия U0,n≤Un≤U0(n-1), где Un - амплитуда импульса, который подают на n-ый разрядник, U0,n - напряжение пробоя n-го разрядника и 1 нс≤τn-1≤[τn-(Δs(n-1),n/c)], где τn - фронт импульса, который подают на n-ый разрядник, Δs(n-1),n - расстояние между разрядниками, c - скорость электромагнитной волны в кабеле, и тем самым формируют начало возникновения разряда на любом разряднике независимо от других разрядников.The specified technical result is also ensured by the fact that in the claimed method for supplying a pulse to any n-th arrester , the control unit generates a pulse from the condition U 0, n ≤U n ≤U 0 (n-1) , where U n is the amplitude of the pulse that is supplied to the n-th arrester, U 0, n is the breakdown voltage of the n-th arrester and 1 ns≤τ n-1 ≤ [τ n - (Δs (n-1), n / c)], where τ n is the pulse front , which is supplied to the nth arrester, Δs (n-1), n is the distance between the arrester, c is the speed of the electromagnetic wave in the cable, and thereby form the beginning of the discharge on any arrester independently of other arrester.
Модификации реализации существенных признаков заявленного способа заключаются, например, в том, что длительность импульса формируют из условия прекращения разряда на предыдущем по времени разряднике к моменту, когда подают импульс на последующий по времени разрядник, а длительность импульса от 1 нс до 100 мс и его амплитуду от 0,01 кВ до 50 кВ выбирают для максимального выделения тепловой энергии в объеме разряда. В вариациях способа также от 1 до 100 разрядников располагают в призабойной зоне, опуская их через НКТ и межтрубное пространство, на которые подают импульсы, формируя их с помощью 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.Modifications of the implementation of the essential features of the claimed method are, for example, in that the pulse duration is formed from the condition that the discharge ceases at the previous arrester to the moment when the pulse is supplied to the arrester subsequent in time, and the pulse duration is from 1 ns to 100 ms and its amplitude from 0.01 kV to 50 kV is chosen to maximize the release of thermal energy in the discharge volume. In variations of the method, from 1 to 100 arresters are also located in the bottom-hole zone, lowering them through the tubing and annulus, to which pulses are supplied, forming them with the help of a control unit, the duration and voltage of which are selected from the condition of the occurrence of a shock wave with maximum power, and act upon electrohydrodynamic shock to the perforation and bottomhole layer. At the same time, they destroy solid fractions in the oil fluid, reduce the viscosity of the oil fluid, clean the perforations and supply channels of the oil and gas bearing formation from mechanical impurities and paraffin deposits, prevent their formation and prevent clogging of the perforation with mechanical impurities, as a result, increase the flow of oil fluid and thereby increase the flow rate of the well.
Время начала разряда (n-1)-го разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от n-го разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов снизу вверх по скважине, и время начала разряда n-го разрядника синхронизируют со временем поступления на него ударной волны от (n-1)-го разрядника при последовательности возбуждения или формирования разрядов сверху вниз по скважине и суммируют таким образом энергию воздействия электрогидродинамических ударных волн. Время начала разряда (n-1)-го разрядника также синхронизируют со временем поступления нефтяной жидкости на него после разряда n-го разрядника, которое в свою очередь определяют как отношения расстояния между n-м и (n-1) разрядниками (Δs(n-1),n) и скоростью течения нефтяной жидкости в НКТ и тем самым суммируют тепловой поток.The start time of the discharge of the (n-1) th arrester is synchronized with the time of arrival of a shock wave from the n-th arrester during the sequence of excitation or formation of discharges from the bottom up the well, and the start time of the discharge of the n-th arrester is synchronized with the time of arrival of the shock waves from the (n-1) -th 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 action of electrohydrodynamic shock waves. The start time of the discharge of the (n-1) -th arrester is also synchronized with the time of oil flow to it after the discharge of the nth arrester, which in turn is defined as the ratio of the distance between the nth and (n-1) arresters (Δs (n -1), n ) and the flow rate of the oil fluid in the tubing and thereby summarize the heat flux.
По заявленному способу также на разрядники подают импульсы с частотой заполнения от 10 Гц до 1 ГГц, которую выбирают для максимального прогрева нефтяной жидкости в скважине.According to the claimed method, pulses with a filling frequency from 10 Hz to 1 GHz are also applied to the arresters, which is chosen to maximize the heating of the oil fluid in the well.
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. 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. Разрядники в соответствии с термограммой скважины устанавливают также в местах с минимальной температурой нефтяной жидкости в НКТ. От 1 до 100 разрядников располагают, например, в межтрубном пространстве ниже динамического уровня до призабойной зоны скважины.The control of the operation of each spark gap is performed using acoustic sensors from 1 to 100 in number, which are installed in the oil fluid inside the tubing and in the annulus, onto the tubing itself and the casing. Using the control unit, the supply of pulses to each individual spark gap is regulated in accordance with the readings of the physical parameters of the well, which are measured by temperature sensors in quantities from 1 to 100, pressure in quantities from 1 to 100 and acoustic sensors in quantities from 1 to 100 installed in the tubing and thermogram of the well. In accordance with the thermogram of the well, the arresters are also installed in places with a minimum temperature of the oil fluid in the tubing. From 1 to 100 arresters are located, for example, in the annulus below the dynamic level to the bottomhole zone of the well.
Разряды также формируют 3-электродными разрядниками, на два электрода которых подают по отдельному кабелю или другому проводнику основного кабеля постоянное напряжение питания разрядника от 1 В до 50 кВ от накопительных конденсаторов БУ общей емкостью от 0,1 нФ до 100 мФ, а на 3-ий электрод разрядника подают импульс, который формирует БУ. При этом напряжение питания разрядника, 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 разряда, и синхронизируют эти параметры блоком синхронизации БУ, которым в свою очередь управляют контроллером БУ.The discharges are also formed by 3-electrode arresters, the two electrodes of which are supplied with a separate cable or another conductor of the main cable with a constant voltage supply voltage from 1 V to 50 kV from the storage capacitors BU with a total capacity of 0.1 nF to 100 mF, and 3 The first electrode of the arrester supplies a pulse that forms a control unit. In this case, the supply voltage of the arrester, the capacitors, their charge and discharge time and pulse parameters are selected separately for each arrester depending on its location, so as to ensure maximum discharge power, and these parameters are synchronized by the control unit of the control unit, which in turn is controlled controller BU.
Для транспортировки кабеля с разрядниками, каждый разрядник с центраторами помещают в механически жесткий контейнер, который снимают при погружении кабеля с разрядниками в скважину. При этом, в частности, используют коаксиальные кабели. Подачу импульсов на разрядники, подачу напряжения на разрядники, снятие данных с датчиков, установленных в НКТ и межтрубном пространстве, также осуществляют раздельными кабелями, которые через сальники опускают в НКТ и межтрубное пространство.To transport the cable with arresters, each spark gap with centralizers is placed in a mechanically rigid container, which is removed when the cable with the arresters is immersed in the well. In this case, in particular, coaxial cables are used. The supply of pulses to the arresters, the supply of voltage to the arresters, the removal of data from sensors installed in the tubing and annulus, is also carried out by separate cables, which are lowered into the tubing and annulus through the seals.
Совокупность операций способа может быть использована для нагревания нефтяной жидкости в нефтепроводе. При этом предотвращают выпадения в нем АСПО и ликвидируют выпавшие АСПО.The set of operations of the method can be used to heat the oil liquid in the oil pipeline. At the same time, the deposition of paraffin in it is prevented and the precipitated paraffin is eliminated.
Указанный технический результат обеспечивается также в установке для осуществления способа ликвидации и предотвращения образования АСПО, содержащей конструктивно и электрически взаимосвязанные между собой кабель, введенный через сальник в насосно-компрессорную трубу (НКТ), расположенный от устья до призабойной зоны, и кабель, введенный через сальник в межтрубное пространство и расположенный от устья скважины до призабойной зоны. На кабелях установлены разрядники с центраторами на расстояниях (Δs(n-1),n) от 0,3 метра до 5000 метров друг от друга. При этом кабели электрически и механически соединены с блоком управления (БУ), который составлен из электрически взаимосвязанных между собой контроллера, блока приема-передачи данных на внешний процессор, генератора импульсов для разрядников в межтрубном пространстве (МП), блока управления параметрами импульсов генератора для разрядников МП, блока синхронизации МП, накопительных конденсаторов МП, блока питания разрядников МП, блока управления параметрами импульсов генератора для разрядников в НКТ, блока синхронизации НКТ, генератора импульсов для разрядников в НКТ, блока питания разрядников НКТ, накопительных конденсаторов НКТ, внешнего процессора с возможностью осуществления внешнего контроля и управления процессами в скважине и блоке управления, а также программирования и перепрограммирования блоков БУ, блока приема и обработки данных от датчиков (блока датчиков), соединенного с акустическими датчиками числом от 1 до 100, датчиками температуры числом от 1 до 100 и датчиками давления числом от 1 до 100, установленными внутри НКТ и межтрубном пространстве, при этом от 1 до 100 акустических датчиков установлены на НКТ и от 1 до 100 датчиков установлены на обсадной трубе. При этом все блоки БУ соединены с блоком питания.The specified technical result is also provided in the installation for implementing the method of eliminating and preventing the formation of paraffin, containing structurally and electrically interconnected cable inserted through the gland into the tubing, located from the mouth to the bottom zone, and the cable inserted through the gland into the annulus and located from the wellhead to the bottomhole zone. Dischargers with centralizers are installed on the cables at distances (Δs (n-1), n ) from 0.3 meters to 5000 meters from each other. In this case, the cables are electrically and mechanically connected to a control unit (BU), which is composed of an electrically interconnected controller, a data transmit-receive unit to an external processor, a pulse generator for arresters in the annulus (MP), a control unit for the parameters of the generator pulses for the arresters MF, MF synchronization unit, MF storage capacitors, MF arresters power supply unit, generator pulse parameter control unit for arresters in the tubing, tubing synchronization unit, generator pulses for arresters in the tubing, power supply for the tubing arresters, storage capacitors of the tubing, an external processor with the ability to carry out external monitoring and control of processes in the well and control unit, as well as programming and reprogramming the control unit, the unit for receiving and processing data from sensors (sensor unit) connected to acoustic sensors from 1 to 100, temperature sensors from 1 to 100, and pressure sensors from 1 to 100 installed inside the tubing and annulus, from 1 to 1 00 acoustic sensors are installed on the tubing and from 1 to 100 sensors are installed on the casing. Moreover, all control units are connected to the power supply.
Заявленное устройство и особенности размещения его узлов в скважине схематически отражены на фиг.1, на которой обозначены:The claimed device and the features of the placement of its nodes in the well are schematically shown in figure 1, which indicates:
P1, Pn, Pn-1, PN-1, PN, P'm, P'm-1, P'1 - разрядники, ΔS(n-1),n - расстояние между Pn и Pn-1 разрядниками, 1 - блок управления, 2 - блок питания, 3 - контроллер, 4 - блок приема-передачи данных на внешний процессор, 5 - генератор импульсов для разрядников в межтрубном пространстве (МП), 6 - блок управления параметрами импульсов генератора разрядников МП, 7 - блок синхронизации МП, 8 - накопительные конденсаторы МП, 9 - блок питания разрядников МП, 10 - блок управления параметрами импульсов генератора разрядников в НКТ, 11 - блок синхронизации НКТ, 12 - генератор импульсов разрядников НКТ, 13 - блок питания разрядников НКТ, 14 - накопительные конденсаторы НКТ, 15 - блок приема и обработки данных от датчиков, 16 - внешний процессор, 17 - кабели, 18 - сальники, 19 - кабель от датчиков, 20 - датчики акустические, 21 - датчики давления, 22 - датчики температуры, 23 - устье скважины, 24 - центраторы, 25 - насосно-компрессорная труба (НКТ), 26 - обсадная труба, 27 - межтрубное пространство (МП) 28 - призабойная зона, 29 - перфорация, 30 - нефтегазоносный пласт.P 1 , P n , P n-1 , P N-1 , P N , P ' m , P' m-1 , P ' 1 - arresters, ΔS (n-1), n - distance between P n and P n-1 arresters, 1 - control unit, 2 - power supply unit, 3 - controller, 4 - data receiving and transmitting unit to an external processor, 5 - pulse generator for arresters in the annulus (MP), 6 - generator pulse parameter control unit MP arresters, 7 - MP synchronization block, 8 - MP storage capacitors, 9 - power supply of MP arresters, 10 - control unit for pulse parameters of the spark gap generator in the tubing, 11 - tubing synchronization block, 12 - pulse generator row pipe tubing, 13 - power supply unit of the tubing arresters, 14 - storage capacitors of the tubing, 15 - unit for receiving and processing data from sensors, 16 - external processor, 17 - cables, 18 - glands, 19 - cable from sensors, 20 - acoustic sensors, 21 - pressure sensors, 22 - temperature sensors, 23 - wellhead, 24 - centralizers, 25 - tubing, 26 - casing pipe, 27 - annulus (MP) 28 - bottomhole zone, 29 - perforation, 30 - oil and gas bearing formation.
Кроме того, при детальном описании заявленных объектов целесообразно отметить, что способ увеличения дебита скважин, ликвидации и предотвращения образования АСПО в добывающих нефтегазовых скважинах, НКТ и трубопроводах заключается в нагревании жидкости внутри НКТ, увеличении вязкости, разрушении АСПО и обработке призабойной зоны разрядниками, находящимися внутри НКТ, на которые подают импульсы, формируемые блоком управления (БУ), находящимся на поверхности. При в НКТ 25 (фиг.1) опускается коаксиальный или иной кабель 17 с числом проводников от 1-20, на котором вдоль всего кабеля на расстоянии от 0,3 м до 5000 м (Δs(n-1),n) друг от друга крепят n электрических разрядников P1, Pn, Pn-1, PN-1, PN (фиг.1), количеством от 1 до 1000 штук, которые располагают от устья до призабойной зоны и/или на длине возможного выпадения АСПО. Такую же конструкцию разрядников P'm, P'm-1, P'1 (фиг.1) располагают в межтрубном пространстве 27 от устья до призабойной зоны 29 и/или на длине возможного выпадения АСПО. На каждый разрядник от блока 1 управления (БУ), находящегося на поверхности, по кабелю 17 подаются видео- или радиоимпульсы напряжения. Параметры импульса: амплитуда от 0,01 кВ до 50 кВ, длительность от 1 нс до 100 мс, с фронт от 1 нс до 1 мс, спад от 1 нс до 1 мс, частота следования от 1 Гц до 1 МГц, скважность импульсов от 10-5 до 109, период повторения от 1 с до 1 мкс, период повторения от 1 с до 1 мкс, частота заполнения от 10 Гц до 1 ГГц формирует БУ. Конструкция позволяет подавать импульс напряжения на любой отдельно расположенный разрядник, независимо от других.In addition, with a detailed description of the declared objects, it is advisable to note that the method of increasing the flow rate of wells, eliminating and preventing the formation of paraffin deposits in producing oil and gas wells, tubing and pipelines consists in heating the fluid inside the tubing, increasing the viscosity, fracturing the paraffin deposit and treating the bottom-hole zone with arresters located inside Tubing, to which pulses are generated, formed by the control unit (CU) located on the surface. When in the tubing 25 (Fig. 1), a coaxial or other cable 17 with the number of conductors from 1-20 is omitted, on which along the entire cable at a distance of 0.3 m to 5000 m (Δs (n-1), n ) from each other is fixed with n electric dischargers P 1 , P n , P n-1 , P N-1 , P N (Fig. 1), from 1 to 1000 pieces, which are located from the mouth to the bottom-hole zone and / or along the length of the possible fallout AFS. The same design of the arresters P ' m , P' m-1 , P ' 1 (Fig. 1) is located in the annulus 27 from the mouth to the bottomhole zone 29 and / or along the length of the possible deposition of paraffin deposits. For each arrester from the control unit 1 (CU) located on the surface, video or radio voltage pulses are supplied via cable 17. Pulse parameters: amplitude from 0.01 kV to 50 kV, duration from 1 ns to 100 ms, s front from 1 ns to 1 ms, decay from 1 ns to 1 ms, repetition rate from 1 Hz to 1 MHz, duty cycle from 10 -5 to 10 9 , the repetition period from 1 s to 1 μs, the repetition period from 1 s to 1 μs, the filling frequency from 10 Hz to 1 GHz forms the control unit. The design allows you to apply a voltage pulse to any separately located arrester, regardless of the others.
При поступлении импульса на разрядник происходит разряд и локальный нагрев в месте разряда, возникает ЭГДУ. В результате комплексного воздействия на все разрядники в БУ происходит повышение температуры в НКТ выше температуры плавления АСПО, очистка НКТ ударными волнами (УВ), разрушение твердых фракций в продукте, снижение вязкости продукта в результате воздействия на нефтяную жидкость ЭГДУ, что предотвращает выпадение АСПО и ликвидирует выпавшие АСПО. Установленные разрядники в призабойной зоне 29 (фиг.1) воздействием ЭГДУ на прилегающие породы способствуют их очистке и, как следствие, увеличивают дебит скважины.When a pulse arrives at the arrester, a discharge occurs and local heating occurs at the place of the discharge; As a result of the complex effect on all arresters in the control unit, the temperature in the tubing rises above the melting point of the ARPD, the tubing is cleaned by shock waves (HC), the solid fractions in the product are destroyed, the viscosity of the product is reduced as a result of the impact of the EHF on the oil, which prevents the deposition of the ARPD and precipitated paraffin. Installed arresters in the bottom-hole zone 29 (Fig. 1) by the action of EGDU on adjacent rocks contribute to their cleaning and, as a result, increase the flow rate of the well.
Применяемый кабель 17 - коаксиальный кабель или иной с числом проводников от 1 до 20, с максимальным напряжением на пробой изоляции по импульсу, достаточным для данной технологии, с тросом или без. Кабель выполняет три главных функции: а) передача на разрядники импульса напряжения без существенных искажений его формы, б) в качестве несущего элемента (троса) для разрядников, в) в качестве линии задержки импульса. Кабели могут опускаться через один или несколько сальников, которые устанавливают на Манифольд.The cable 17 used is a coaxial cable or another with a number of conductors from 1 to 20, with a maximum voltage per breakdown of insulation by impulse sufficient for this technology, with or without a cable. The cable performs three main functions: a) transmitting voltage pulses to the spark gap without significant distortion of its shape, b) as a carrier element (cable) for spark gap, c) as a pulse delay line. Cables can be lowered through one or more glands that are installed on the Manifold.
Блок 1 управления (БУ) (фиг.1) состоит из электрически взаимосвязанных между собой генератора 5 импульсов для разрядников в межтрубном пространстве (МП) 27, блока 6 управления параметрами импульсов генератора 5 для разрядников в МП, генератора 12 импульсов для разрядников в НКТ, блока 10 управления параметрами импульсов генератора для разрядников в НКТ, контроллера 3, блока приема и обработки данных от датчиков (блок датчиков), на который подают по другому кабелю сигналы от акустических датчиков, датчиков температуры и датчиков давления, которые устанавливают внутри НКТ и межтрубном пространстве, при этом от 1 до 100 акустических датчиков устанавливают на НКТ и от 1 до 100 датчиков устанавливают на обсадную трубу, блока приема-передачи данных на внешний центральный процессор, которым осуществляют внешний контроль и управление процессами в НКТ и блоке управления, а также программирование и перепрограммирование блоков в БУ. Питание всех блоков в БУ осуществляют блоком питания 2.The control unit 1 (BU) (Fig. 1) consists of an electrically interconnected generator of 5 pulses for arresters in the annulus (MP) 27, a unit 6 for controlling the parameters of the pulses of the generator 5 for arresters in the MP, the generator 12 pulses for the arresters in the tubing, unit 10 for controlling the parameters of the pulses of the generator for arresters in the tubing, controller 3, a unit for receiving and processing data from sensors (sensor unit), to which signals from acoustic sensors, temperature sensors, and pressure sensors are supplied via another cable they are installed inside the tubing and annulus, while from 1 to 100 acoustic sensors are installed on the tubing and from 1 to 100 sensors are installed on the casing, the data receiving and transmitting unit to an external central processor, which perform external monitoring and control of the processes in the tubing and block control, as well as programming and reprogramming of blocks in the control unit. The power of all units in the control unit is carried out by a power unit 2.
ГИ 5 импульсов имеют индуктивный и/или емкостной накопитель энергии.GI 5 pulses have an inductive and / or capacitive energy storage.
Контроллер 3 осуществляет управление всей работой системы или внешнего управления. Предварительно снимаются все необходимые параметры скважины, которые учитываются при составлении программы управления. Контроллер обрабатывает поступающие от датчиков данные, сохраняет их и учитывает при управлении ГИ.The controller 3 controls the entire operation of the system or external control. Preliminarily removed all the necessary parameters of the well, which are taken into account when drawing up the control program. The controller processes the data received from the sensors, saves them and takes into account when controlling the GI.
Разрядники имеют от 2 от 10 электродов, расстояние между которыми регулируется, что позволяет в свою очередь регулировать амплитуду напряжения пробоя.The arresters have from 2 to 10 electrodes, the distance between which is adjustable, which in turn allows you to adjust the amplitude of the breakdown voltage.
При применении 2-электродного разрядника один электрод прикреплен к центральной жиле, на который подают импульс напряжения, другой электрод прикреплен к внешнему заземленному проводнику-экрану кабеля.When using a 2-electrode spark gap, 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.
Если разряд формируют 3-электродным разрядником, то на два электрода подают по отдельному кабелю или другому проводнику основного кабеля постоянное напряжение питания разрядника от 1 В до 50 кВ от накопительных конденсаторов БУ общей емкостью от 1 нФ до 10 мФ, а на 3-ий электрод подают импульс, который формирует БУ. Напряжение питания разрядника, емкость конденсаторов, их время заряда и разряда и параметры импульса взаимосвязаны, их синхронизируют блоком 11 синхронизации БУ, который в свою очередь управляется контроллером БУ, отдельно для каждого разрядника. В зависимости от местоположения разрядника эти параметры подбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную мощность разряда.If the discharge is formed by a 3-electrode spark gap, then a constant voltage supply voltage of the spark gap from 1 V to 50 kV from storage capacitors BU with a total capacity of 1 nF to 10 mF is fed to two electrodes through a separate cable or another conductor of the main cable, and to the third electrode give an impulse which forms BU. The supply voltage of the arrester, the capacitance of the capacitors, their charge and discharge time and the pulse parameters are interconnected, they are synchronized by the control unit 11 of the control unit, which in turn is controlled by the control unit, separately for each spark gap. Depending on the location of the arrester, these parameters are selected in such a way as to ensure maximum discharge power.
Разрядники располагаются на расстоянии Δs(n-1),n друг от друга, которое может регулироваться в соответствии с термограммой скважины.The arresters are located at a distance Δs (n-1), n from each other, which can be adjusted in accordance with the well thermogram.
Напряжение пробоя разрядника починяется следующему условию: U0,n≤Un≤U0(n-1), где Un - амплитуда импульса, который подают на n-ый разрядник, U0,n - напряжение пробоя n-го разрядника. Нумерация разрядников сверху вниз по НКТ. PN-ый разрядник - самый нижний в скважине, P1 - самый верхний разрядник (Фиг.1).The breakdown voltage of the arrester is fixed to the following condition: U 0, n ≤U n ≤U 0 (n-1) , where U n is the amplitude of the pulse supplied to the n-th arrester, U 0, n is the breakdown voltage of the nth arrester. Numbering of arresters from top to bottom along the tubing. P N- th arrester is the lowest in the well, P 1 is the highest arrester (Figure 1).
Разрядники имеют центратор, жестко прикрепленный к кабелю. Дополнительно разрядники могут прикрепляться к тросу, если применяется кабель с тросом, или к отдельному тросу, который крепится к сальнику или НКТ на устье. Разрядники крепятся, подсоединяются к кабелю, настраиваются и испытываются в стационарных условиях.The arresters have a centralizer rigidly attached to the cable. Additionally, arresters can be attached to the cable, if a cable with a cable is used, or to a separate cable that is attached to the gland or tubing at the mouth. The arresters are mounted, connected to the cable, tuned and tested in stationary conditions.
Для транспортировки каждый разрядник помещается в корпус металлический, деревянный или из иного материала, который предохраняет разрядник от механических повреждений и снимается по мере спуска конструкции в скважину.For transportation, each spark gap is placed in a metal, wooden or other material body, which protects the spark gap from mechanical damage and is removed as the structure is lowered into the well.
Количество разрядников на кабеле от 1 до 1000. Количество разрядников на длине L кабеля определяется той энергией, которую необходимо закачать в систему для поддержания температуры в любой точке выше температуры плавления АСПО.The number of arresters on the cable is from 1 to 1000. The number of arresters on the cable length L is determined by the energy that must be pumped into the system to maintain the temperature at any point above the melting point of the ARPD.
Это количество энергии рассчитывается, а затем подбирается при отладке индивидуально для каждой скважины в зависимости от термограммы скважины, содержания АСПО, содержания воды в нефтяной жидкости, дебита скважины (скорости течения нефтяной жидкости).This amount of energy is calculated and then selected during debugging individually for each well, depending on the thermogram of the well, the content of paraffin deposits, the water content in the oil fluid, the flow rate of the well (flow rate of the oil fluid).
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) достаточно 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=1 км), nmax=100 штук, при условии. Номинальное количество 10-20 штук/км. При ЭГД ударе дополнительно к нагреванию происходит снижение вязкости жидкости до 30%, разбивание самих кластеров АСПО, что позволяет снижать общее количество разрядников.At the place of discharge, local heating can exceed the deposition temperature of ARPD by tens of degrees. The calculations presented in [7] show that an electric energy of 40-60 W / m in a system with a heating cable (NK) is sufficient to maintain the temperature in the tubing above the melting point of the ARPD. After the supply of tubing energy is cut off, the temperature in the tubing decreases at a rate of about 1 ° by 10 m. Then, with a well depth of 1 km (L = 1 km), n max = 100 pieces, provided. The nominal amount of 10-20 pieces / km. During EHD impact, in addition to heating, the viscosity of the liquid decreases to 30%, the AFS clusters themselves are broken, which allows to reduce the total number of arresters.
Для подачи разрядного импульса на любой n-ый разрядник, независимо от присутствия других разрядников, и любой мощности импульс должен удовлетворять следующим двум требованиям:To supply a discharge pulse to any n-th arrester, regardless of the presence of other arresters, and any power, the pulse must satisfy the following two requirements:
a) U0(n-1)>Un>U0,n, где Un - амплитуда импульса, подаваемого на n-ый разрядник, U0,n - напряжение пробоя n-го разрядника;a) U 0 (n-1) > U n > U 0, n , where U n is the amplitude of the pulse supplied to the nth arrester, U 0, n is the breakdown voltage of the nth arrester;
б) τn-1<τn-(Δs(n-1),n/c), где τn - фронт импульса, который подает n-ый разрядник, Δs(n-1),n - расстояние между разрядниками, с - скорость электромагнитной волны в кабеле. В результате формируют начало возникновения разряда на любом разряднике независимо от других разрядников.b) τ n-1 <τ n - (Δs (n-1), n / c), where τ n is the front of the pulse supplied by the nth arrester, Δs (n-1), n is the distance between the arresters, C is the speed of the electromagnetic wave in the cable. As a result, the beginning of the occurrence of a discharge is formed on any spark gap, independently of other spark gap.
При τ=0 (очень малый фронт) работает только условие а). В нашем случае τ=1 нс, так минимальное расстояние между разрядниками Δs=0,3 м.For τ = 0 (a very small front), only condition a) works. In our case, τ = 1 ns, so the minimum distance between the arresters is Δs = 0.3 m.
При «бесконечно большом» фронте срабатывает самый нижний разрядник, так как согласно условию а) у него минимальное напряжение пробоя. При глубине S расположения самого нижнего разрядника «бесконечно большой» фронт τ=(S/c).With an “infinitely large” front, the lowest arrester is triggered, since according to condition a) it has a minimum breakdown voltage. With a depth S of the location of the lowest arrester, the “infinitely large" front is τ = (S / c).
Для более точного начала разряда измерение фронта целесообразно производить на уровне 0/1, тогда как обычно фронт измеряют на уровне 0,1/0,9.For a more accurate start of the discharge, it is advisable to measure the front at a level of 0/1, whereas usually the front is measured at a level of 0.1 / 0.9.
В зависимости от мощности разряда, расстояния между электродами и их формой, а также иными параметрами импульса, подаваемого на разрядник, 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].Depending on the discharge power, the distance between the electrodes and their shape, as well as other parameters of the pulse supplied to the spark gap, 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].
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.According to the available experimental data, the energy release into the discharge volume increases at t> 0.2 μs, has maxima t ~ 30 μs, and then decreases with increasing t [16, 17]. In [17], it was shown that a high-voltage (BB) breakdown in a liquid is possible with a pulse duration of up to 100 μs.
Скважность импульса формируют из условия прекращения разряда на предыдущем по времени разряднике к моменту, когда подают импульс на следующий разрядник.The pulse duty cycle is formed from the condition that the discharge ceases at the previous arrester by the time the pulse is applied to the next arrester.
ЭГДУ изменяет структуру нефти, влияет на свойства нефти, снижает ее вязкость на 30-40% [14, 15], предотвращает выпадение АСПО, очищает внутреннюю поверхность НКТ от АСПО, увеличивая тем самым дебит скважины.EGDU changes the structure of oil, affects the properties of oil, reduces its viscosity by 30-40% [14, 15], prevents the deposition of paraffin deposits, cleans the inner surface of the tubing from paraffin deposits, thereby increasing well production.
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 свойств и расстояния до поверхности НКТ [16-18].The shape of the spark gap and the parameters of the pulse supplied to it are selected in such a way as to ensure maximum energy release into the oil liquid, thermal or HC energy, depending on the composition of the oil liquid, its temperature, other physicochemical properties and the distance to the surface of the tubing [16- eighteen].
Конструкция позволяет синхронизировать время разряда на (n-1)-ом разряднике с временем поступления УВ от n-го разрядника, что сократит энергопотери и увеличит эффект влияния УВ на свойства нефти.The design allows you to synchronize the discharge time on the (n-1) -th spark gap with the time of the arrival of the shock wave from the n-th spark gap, which will reduce energy loss and increase the effect of the shock wave on oil properties.
Время начала разряда n-го разрядника синхронизируют со временем поступления нефтяной жидкости на него после разряда (n-1) разрядника, которое в свою очередь определяют как отношения расстояния между n-м и (n-1) разрядниками (Δs(n-1),n) и скоростью течения нефтяной жидкости в НКТ.The start time of the discharge of the nth arrester is synchronized with the time of oil flow to it after the discharge of the (n-1) arrester, which in turn is defined as the ratio of the distance between the nth and (n-1) arrester (Δs (n-1) , n ) and the flow rate of oil in the tubing.
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].It was shown in [14–17] that with a high-voltage discharge in a liquid, 10–20 pulses are sufficient to change the physicochemical properties of oil (at a repetition rate of about 1 Hz). In this case, the total energy of the pulses is important, and not of each separately, and there is enough energy of several hundred J and a pulse amplitude of several hundred volts to 10-15 kV. In the case of single pulses, their amplitude can be up to 30 kV with an energy of up to 5 kJ [9].
Таким образом имеем условие для импульса 0,1 кВ<Un<50 кВ, 0,01 Дж<Е<1000 Дж.Thus, we have the condition for a pulse of 0.1 kV <U n <50 kV, 0.01 J <E <1000 J.
Современные промышленно выпускаемые генераторы импульсов с параметрами, необходимыми для реализации патента, могут обеспечить частоту до 50 кГц. Тогда оптимальная энергия импульса 1-10 Дж при амплитуде 1-5 кВ и частоте повторения 1 кГц. Имеются промышленные генераторы с энергией до 2000 Дж.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 J at an amplitude of 1-5 kV and a repetition rate of 1 kHz. There are industrial generators with energy up to 2000 J.
Для повышения дебита скважины от 1 до 100 разрядников располагают в призабойной зоне. При воздействии ЭГДУ на указанную зону меняются свойства нефтяной жидкости разрушаются твердые фракции в нефтяной жидкости, и очищается перфорация обсадной колонны и подводящие каналы пласта от механических примесей и АСПО. При этом энергию импульса для этого разрядника делают более значительной, чем для такого же разрядника внутри НКТ. Для этого в БУ предусмотрен режим, при котором ГИ формирует с повышенной энергией импульса. Длительность и напряжение такого импульса выбирают из условия возникновения ударной волны с максимальной мощностью.To increase the flow rate of the well, from 1 to 100 arresters are located in the bottomhole zone. When EGDU acts on the specified zone, the properties of the oil fluid change, the solid fractions in the oil fluid are destroyed, and the perforation of the casing string and supply channels of the formation are cleaned of mechanical impurities and paraffin deposits. In this case, the pulse energy for this spark gap is made more significant than for the same spark gap inside the tubing. To do this, the control unit provides a mode in which the GI generates with increased pulse energy. The duration and voltage of such a pulse is selected from the condition of the occurrence of a shock wave with maximum power.
Одно из отличий предлагаемого устройства от известных в том, что разрядники находятся и работают в призабойной зоне постоянно, тем самым предотвращают образование АСПО в призабойной зоне и предотвращают забивание перфорации механическими примесями, в результате увеличивают приток нефтяной жидкости и тем самым увеличивают дебит скважины.One of the differences between the proposed device and the known ones is that the arresters are located and work in the bottomhole zone constantly, thereby preventing the formation of paraffin deposits in the bottomhole zone and prevent clogging of the perforation with mechanical impurities, as a result, increase the flow of oil fluid and thereby increase the flow rate of the well.
Типовой ГИ с индуктивным накоплением энергии, например, система зажигания в современном автомобиле, имеет импульс с характерный формой, амплитудой от нескольких сот вольт до 25 кВ, 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.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, voltage 6-24 V power supply and power consumption ~ 100 watts. Commercially available 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. Thus, for the implementation of this method in industry there are the necessary GI, which consume energy about 50-100 times less than NK. Taking into account possible energy losses in the control unit on an external processor (computer), the total energy consumption will be from 1 kW to 3 kW.
Контроль разряда на n-ом разряднике осуществляется при помощи акустических датчиков 20 (Фиг.1), установленных на поверхности и внутри НКТ. Датчики крепятся к НТК обсадной трубе, а также располагаются в самой нефтяной жидкости и межтрубном пространстве. Датчики фиксируют УВ, возникающую в момент разряда на каждом разряднике. При этом измеряется и сравнивается время прохождения звуковой волны по металлической трубе НКТ, по нефтяной жидкости в НКТ и по МП, что позволяет точно оценить место разряда. Контроль температуры и давления осуществляется датчиками температуры 21 и давления 22, которые устанавливают в НКТ и межтрубном пространстве. Данные от датчиков поступают через блок приема и обработки данных от датчиков 15 (блок датчиков) на контроллер 3 БУ (Фиг.1). Общее число датчиков от 1 до 1000 штук.The discharge control on the n-th arrester is carried out using acoustic sensors 20 (Figure 1) mounted on the surface and inside the tubing. The sensors are attached to the NTK casing, and are also located in the petroleum fluid itself and the annulus. Sensors record the shock wave arising at the time of discharge on each spark gap. At the same time, the propagation time of the sound wave through the metal tubing of the tubing, by the oil fluid in the tubing and by the magnetic field is measured and compared, which allows you to accurately assess the place of the discharge. Temperature and pressure are monitored by temperature sensors 21 and pressure 22, which are installed in the tubing and annulus. Data from the sensors is received through the unit for receiving and processing data from the sensors 15 (sensor unit) to the controller 3 of the control unit (Figure 1). The total number of sensors is from 1 to 1000 pieces.
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.The achieved technical result, as shown by experimental data, can only be realized by an interconnected set of all the essential features of the claimed objects reflected in the claims. The differences indicated in it give reason to conclude that the technical solution is new, and the totality of the claimed claims in connection with their non-obviousness is about its inventive step, which is also proved by their detailed description given above. Compliance with the criterion of "industrial applicability" of the proposed method and device is proved both by the implementation of its prototypes and by the absence in the claimed claims of any features that are practically not practicable on an industrial scale. The lower and upper values of the declared limits of the parameter parameters were obtained on the basis of statistical processing of the results of experimental studies, analysis and generalization of them, as well as using inventive intuition based on the conditions for achieving the specified technical result.
Кроме того, заявленные объекты в отличие от известных решают также следующие задачи:In addition, the claimed objects, unlike the known ones, also solve the following problems:
кардинально сократить потребляемую мощность нагревательной системы по сравнению с НК;drastically reduce the power consumption of the heating system compared to NK;
- использовать энергию ЭГДУ не только в призабойной зоне, но и на всем протяжении НКТ и межтрубного пространства без механических перемещений излучателя;- use the energy of EGDU not only in the bottomhole zone, but also throughout the tubing and annulus without mechanical movements of the emitter;
- увеличить дебит скважины, изменяя физико-химические свойства нефтяной жидкости в результате ее обработки ЭГДУ.- increase the flow rate of the well by changing the physico-chemical properties of the oil fluid as a result of its processing EGDU.
Список литературыBibliography
1. Самгин Ю.С. Патент. Способ депарафинизации нефтегазовых скважин и установка для его осуществления. RU 2166615 C1 МПК E21B 37/00, E21B 36/04.1. Samgin Yu.S. Patent. The method of dewaxing oil and gas wells and installation for its implementation. RU 2166615 C1 IPC E21B 37/00, E21B 36/04.
2. Красноборов С.Н. и др. Патент. Способ и устройство (варианты) для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений, гидратов и вязких эмульсий в нефтяных скважинах. RU 2008112520 А МПК E21B 37/00 (2006.01).2. Krasnoborov S.N. et al. Patent. Method and device (options) for preventing the formation of asphalt-resin-paraffin deposits, hydrates and viscous emulsions in oil wells. RU 2008112520 A IPC E21B 37/00 (2006.01).
3. Братин А.Б. и др. Патент. Способ ликвидации и предотвращения асфальтопарафиновых пробок в нефтегазовых скважинах и установка для их осуществления. RU 2338868 C2 МПК E37/10(2006,01) E21B 36/04 (2006.01).3. Brother A.B. et al. Patent. A method of eliminating and preventing asphalt paraffin plugs in oil and gas wells and installation for their implementation. RU 2338868 C2 IPC E37 / 10 (2006.01) E21B 36/04 (2006.01).
4. Робин А.В. Патент. Устройство для нагрева нефтяной скважины. RU 35823 U1 МПК E21B 34/00.4. Robin A.V. Patent. Device for heating an oil well. RU 35823 U1 IPC E21B 34/00.
5. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М., Пешин С.М. Нагревательные кабели и электроподогрев скважин. - Бурение и нефть. - 2004, №3, с.22-25.5. Kovrigin L. A., Makienko G. P., Akmalov I. M., Peshin S. M. Heating cables and electric heating of wells. - Drilling and oil. - 2004, No. 3, p.22-25.
6. Рябчич И.И. и др. Патент. Способ эксплуатации скважины. RU 2006127790 А МПК E21ВB 43/00 (2006.01).6. Ryabchich I.I. et al. Patent. The method of operation of the well. RU 2006127790 A IPC E21BB 43/00 (2006.01).
7. Ковригин Л.А., Макиенко Г.П., Акмалов И.М. Нагревательные кабели и управление температурным полем нефтяных скважин. http://wvw.ruscable.ru/doc/analytic/statya-068.html.7. Kovrigin L.A., Makienko G.P., Akmalov I.M. Heating cables and temperature control of oil wells. http://wvw.ruscable.ru/doc/analytic/statya-068.html.
8. ОАО «Псковгеокабель» www.pskovgeokabel.ru.8. OJSC Pskovgeokabel www.pskovgeokabel.ru.
9. Инновационный проект «Waterhunters». Организация серийного производства и продаж скважинных электрогидравлических аппаратов для интенсификации добычи нефти и межскважинного сейсмопросвечивания. http://waterhunters.ru/ru/prez/docjrez/Oil_gaz.pdf.9. The innovative project "Waterhunters". Organization of serial production and sales of borehole electro-hydraulic devices for the intensification of oil production and cross-hole seismic surveying. http://waterhunters.ru/ru/prez/docjrez/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 C2 МПК E21B 43/25 (2006.01).10. Bobrov Yu.K. Bobrova L.N., Dzhangirov V.A. Patent. The method of electrohydropulse exposure in oil wells and a device for its implementation. RU 2295031 C2 IPC E21B 43/25 (2006.01).
11. Аметов И.М и др. Патент. Способ интенсификации работы скважины. RU 93055695 A МПК E21B 43/25.11. Ametov I.M. et al. Patent. A method of intensifying well operation. RU 93055695 A IPC E21B 43/25.
12. Балтаханов А.М. Патент. Способ очистки внутренней поверхности труб. RU 94027331 А1 МПК B08B 9/04, B08B 3/10, F28G 7/00.12. Baltakhanov A.M. Patent. The method of cleaning the inner surface of the pipe. RU 94027331 A1 IPC B08B 9/04, B08B 3/10, F28G 7/00.
13. Компания ЗЕВС-Трубопровод. http://www.zevs-irp.ru.13. The company ZEVS-Pipeline. http://www.zevs-irp.ru.
14. 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 622.24.537.528.14.O.N.Sizonenko, A.I. Raichenko. Features of structural and physico-chemical changes in high-viscosity hydrocarbon fluids under the influence of high-voltage electric discharge. Institute of Impulse Processes and Technologies of NAS of Ukraine Institute of Materials Science I.N. Frantsevich NAS of Ukraine, UDC 622.24.537.528.
15. Жукова Е.М. Воздействие высоковольтного электрогидравлического разряда на физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов. Автореферат диссертации на соискание у.ст. к.x.н. Саратов, ГОУ ВПО «Саратовский Государственный университет», 2008 г.15. Zhukova E.M. The impact of high-voltage electro-hydraulic discharge on the physicochemical properties of oil and oil products. Abstract of dissertation for the competition Ph.D. Saratov, State Educational Institution of Higher Professional Education “Saratov State University”, 2008
16. A.M.Артемьев, И.В.Вовк, А.И.Кривоног, П.В.Лукьянов. О возможности электрогидравлической регенерации очистных полимерных фильтров. Акустический вicник. 2005. Том 8, №4 С.14-19.16. A.M. Artemiev, I.V. Vovk, A.I. Krivonog, P.V. Lukyanov. On the possibility of electro-hydraulic regeneration of treatment polymer filters. Acoustic Vic. 2005. Volume 8, No. 4 P.14-19.
17. Е.И.Скибенко, В.Б.Юферов, И.В.Буравилов, А.Н.Пономарев. Измерение плотности плазмы в пространственно-распределенном электрическом разряде в жидкой среде. ЖТФ, 2006, т.76, вып.9, стр.133-135.17. E.I. Skibenko, V. B. Yuferov, I. V. Buravilov, A. N. Ponomarev. Measurement of plasma density in a spatially distributed electric discharge in a liquid medium. ZhTF, 2006, v. 76, issue 9, pp. 133-135.
18. 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.198-220.18. Khvoshchan O.V., Kurashko Yu.I., Melkher Yu.I., Litvinov VV Investigation of the thermal field of a spark gap of submersible borehole complexes. Bulletin of NTU "KhPI" "Technique and electrophysics of high voltages", No. 39, 2009 p.198-220.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121975/03A RU2471965C1 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121975/03A RU2471965C1 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2471965C1 true RU2471965C1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48806126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011121975/03A RU2471965C1 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2471965C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014178747A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | Abramova Anna Vladimirovna | Device for cleaning water wells |
| RU2791222C1 (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ИМПЛАЗТЕХ" | Method for preventing and eliminating solid deposits in pipelines and installation implementing this method |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2540413A1 (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-10 | Commissariat Energie Atomique | Surface-treatment process and device using electrical discharges |
| RU1643U1 (en) * | 1994-04-26 | 1996-02-16 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Бис" | DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF PIPES |
| RU2055171C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-02-27 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | Method for stimulation of oil recovery |
| RU2175898C1 (en) * | 2000-04-25 | 2001-11-20 | Закрытое акционерное общество "Еврофинчерметхолдинг" | Electric discharge apparatus for cleaning surfaces of hollow products |
| RU2244109C1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-01-10 | Толоконский Сергей Игоревич | Method of treating bottom zone of well |
| RU2368765C2 (en) * | 2007-12-24 | 2009-09-27 | Белянский Владимир Самуилович | Method of electric hydraulic pulse action in oil and gas wells and downhole generator for method's realisation |
| RU2382373C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method for remote control of well electric discharge devices |
| RU93700U1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | DEVICE FOR ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION CONTROL |
-
2011
- 2011-06-01 RU RU2011121975/03A patent/RU2471965C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2540413A1 (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-10 | Commissariat Energie Atomique | Surface-treatment process and device using electrical discharges |
| RU2055171C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-02-27 | Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт | Method for stimulation of oil recovery |
| RU1643U1 (en) * | 1994-04-26 | 1996-02-16 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Бис" | DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF PIPES |
| RU2175898C1 (en) * | 2000-04-25 | 2001-11-20 | Закрытое акционерное общество "Еврофинчерметхолдинг" | Electric discharge apparatus for cleaning surfaces of hollow products |
| RU2244109C1 (en) * | 2004-05-06 | 2005-01-10 | Толоконский Сергей Игоревич | Method of treating bottom zone of well |
| RU2368765C2 (en) * | 2007-12-24 | 2009-09-27 | Белянский Владимир Самуилович | Method of electric hydraulic pulse action in oil and gas wells and downhole generator for method's realisation |
| RU2382373C1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-02-20 | Анатолий Яковлевич Картелев | Method for remote control of well electric discharge devices |
| RU93700U1 (en) * | 2009-12-28 | 2010-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | DEVICE FOR ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION CONTROL |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014178747A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | Abramova Anna Vladimirovna | Device for cleaning water wells |
| US9988877B2 (en) | 2013-04-30 | 2018-06-05 | Ventora Technologies Ag | Device for cleaning water wells |
| RU2791222C1 (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ИМПЛАЗТЕХ" | Method for preventing and eliminating solid deposits in pipelines and installation implementing this method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10746006B2 (en) | Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes | |
| US8950495B2 (en) | Well cleaning method | |
| Timoshkin et al. | Plasma channel miniature hole drilling technology | |
| US9567839B2 (en) | Electrical and static fracturing of a reservoir | |
| US9394775B2 (en) | Electrical fracturing of a reservoir | |
| US12270283B2 (en) | Acoustic stimulation | |
| Liu et al. | Influence of water conductivity on shock waves generated by underwater electrical wire explosion | |
| RU2142562C1 (en) | Method of electric pulse breakage of rocks and artificial materials | |
| US20140060804A1 (en) | Well Cleaning Device | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| RU2471965C1 (en) | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits, and plant for its implementation | |
| RU2640846C1 (en) | Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation | |
| RU2666830C1 (en) | Method of intensification of oil production, liquidation and prevention of deposits in oil and gas producing and discharge wells and device for implementation thereof | |
| RU131503U1 (en) | DEVICE FOR GENERATING ELASTIC PULSES IN A HYDROSPHERE OF A HORIZONTAL WELL | |
| RU2475627C1 (en) | Method of elimination and prevention of formation of asphaltene-resin-paraffin deposits in oil wells and oil pipelines and plant for its implementation | |
| RU2593850C1 (en) | Method of reagent supply and well treatment with high-viscosity oil | |
| RU144631U1 (en) | ELECTRIC HAMMER FOR DRILLING WELLS | |
| RU76256U1 (en) | DEVICE FOR RESTORING THE PRODUCTIVITY OF A WATER WELL | |
| US12392222B1 (en) | Well rehabilitation method | |
| Kúdelčìk et al. | Surface Discharge Over Rock in Transformer Oil | |
| RU2241118C1 (en) | Method for extracting an oil deposit | |
| HK1210567B (en) | A system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170314 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200130 |