[go: up one dir, main page]

WO2018182453A1 - Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт - Google Patents

Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт Download PDF

Info

Publication number
WO2018182453A1
WO2018182453A1 PCT/RU2017/050118 RU2017050118W WO2018182453A1 WO 2018182453 A1 WO2018182453 A1 WO 2018182453A1 RU 2017050118 W RU2017050118 W RU 2017050118W WO 2018182453 A1 WO2018182453 A1 WO 2018182453A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
emitter
unit
plasma
formation
horizontal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2017/050118
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Алексеевич САЛТЫКОВ
Юрий Алексеевич САЛТЫКОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ilmasonic Science LLC
Original Assignee
Ilmasonic Science LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ilmasonic Science LLC filed Critical Ilmasonic Science LLC
Priority to US16/463,896 priority Critical patent/US20190383124A1/en
Publication of WO2018182453A1 publication Critical patent/WO2018182453A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/09—Locating or determining the position of objects in boreholes or wells, e.g. the position of an extending arm; Identifying the free or blocked portions of pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/003—Vibrating earth formations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06—Measuring temperature or pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06—Measuring temperature or pressure
    • E21B47/07—Temperature
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements

Definitions

  • the group of inventions relates to the oil and gas industry for cleaning the bottom-hole zone of a horizontal well and mounted filters, as well as for intensifying oil production.
  • the method includes the delivery and placement in the horizontal wellbore of an ultrasonic emitter, the operation of which in various modes and at different frequencies allows to optimize its operation.
  • thermo-chemical action on horizontal wells are also known from the prior art (Patents RU 2527434 from 08.27.2014, RU 2004124482 from 01.27.2006, RU 2287680 from 08.10.2004). These methods have the same drawbacks as the previous ones.
  • the closest in technical essence and the achieved result is the method and device (Patent RU 2600249 from 01.24.2014).
  • the method involves the impact on oil reservoirs and the bottomhole zone of a horizontal well by lowering into the well a device for generating pulses with the possibility of explosive plasma formation.
  • a two-module electro-hydraulic device is used.
  • the first module contains a capacitor charge block
  • the second block contains a capacitor block, an emitter and an active substance supply unit connected to the control module and equipment at the wellhead with the possibility of transmitting charge and discharge data of storage capacitors in order to initiate successive elastic vibrations at given horizontal end points .
  • the device generates periodic directed short pulses due to the explosion of a calibrated wire, leading to the formation of a plasma and directed radially shock wave of high pressure.
  • the device is launched on a coiled tubing type flexible pipe.
  • the main one is the inability to distribute the shock wave uniformly in the radial direction.
  • the wave is on the path of least resistance, i.e. the main energy will go through the most permeable pore channels. If there is a filter in a horizontal well, an uneven distribution of energy will also occur along the radius of the well. Involvement of previously missed weakly drained stagnant zones into development is also random.
  • the objective of the proposed technical solution is to clean the bottom-hole zone of the formation from the listed types of contamination, create cracks and microcracks in the radial direction, tens of meters long, and involve oil in the development of stagnant zones. This will not only restore the flow rate of the well, but also significantly increase it compared to the original.
  • the technical result of the claimed group of the invention is to improve the cleaning of the bottomhole formation zone, as well as to restore the flow rate of the well.
  • the technical result of the claimed group of inventions is achieved due to the fact that the method of restoring the productivity of a horizontal well and stimulating the formation, in which a complex device consisting of an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, a geophysics unit and an acoustic emitter, is lowered to a horizontal well bore, the end of the horizontal section, through the block of geophysics, the instruments are attached, and the parameters of the well are taken before treatment, the pores are acoustically cleaned reservoir and filters of the horizontal well section, carry out plasma treatment of the cleaned area to engage the stagnant zones of the reservoir with the source, remove the current parameters by the geophysics unit, repeat the processes until the horizontal section of the well passes completely.
  • acoustic cleaning of the pores of the formation and filters of a horizontal well is carried out by periodic exposure to a field of elastic vibrations of the ultrasonic range in a constant mode and pulsed acoustic low-frequency exposure, and in a constant mode, the effect is carried out by high-frequency oscillation of the ultrasonic range of 2000 Hz, and in a pulsed mode, the action carried out with a frequency of 100 Hz.
  • plasma processing is performed by a high-pressure shock wave with an energy of up to 3 kJ.
  • an integrated device for restoring the productivity of a horizontal well and stimulating a formation comprising a ground-based multifunctional control and control panel and downhole acoustic radiator connected by a hose cable, a block of geophysical instruments and an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, interconnected by geophysical adapters.
  • the ground-based multifunctional control and control panel consists of the following units: a power unit and control an acoustic emitter, a log recorder, a power unit and control an electro-hydraulic emitter
  • the acoustic emitter contains an electronics unit, an upper head that provides a connection with a contact device for a cable lug, a lower head, a channel for electrical wires and metal tight enclosures connected to each other in which piezotransmitters are placed, with
  • the external and internal surfaces of each casing have recesses of a gutter-like shape, and in this case, bushings with a nut attached to them are installed ka made with the possibility of attaching and fixing to each other two adjacent housings with metal cables attached simultaneously to two nuts of adjacent housings, in addition, the housings are also connected to each other by means of parts formed by filling the rubber-plastic composition at the joints with a gap of two neighboring buildings.
  • the implementation of the claimed technical solution contains an electro-hydraulic plasma emitter of modular design, which allows you to adjust the energy release from 0.5 to 3 kJ, using capacitors to reduce the size of the emitter, and a mechanical wire feed unit that assumes easy replacement in the field.
  • the block of geophysical instruments includes gamma-ray logging and magnetic locator of couplings, temperature and pressure sensors, a moisture meter and a flow meter.
  • the downhole electro-hydraulic emitter is made of a modular design and consists of a stabilization unit, a block of capacitors and a plasma spark gap, while stabilization contains boost-decoupling transformer, which also powers the plasma ignition unit in the discharge gap,
  • the capacitors are connected in parallel in the block of capacitors.
  • the power of the borehole electro-hydraulic emitter, through the use of additional blocks of capacitors is regulated in the range of 0.5 to 3 kJ.
  • the plasma arrester consists of a housing with an internal cavity, the upper part connected to the connecting sleeve, and the lower part connected to the supporting sleeve, in the cavity of the housing there is a cylinder mounted on the middle part of the supporting sleeve, and the cylinder contains a piston with a rod and a spring, on the top of the piston, a wire feed mechanism is fixed, made in the form of a lever with a support platform and a link with a spring, while on the support platform and the link from the side,
  • Directional notches are made to the wire
  • four rods are attached to the cylinder, which are the basis for the coil mounting unit
  • holes for locating and fixing the negative and positive electrodes are made in the support sleeve, while the electrodes are insulated with open areas providing plasma discharge in the negative electrode an axial hole is made for the passage of the wire
  • a guide cone is fixed from below on the support sleeve by means of racks.
  • FIG. 1 horizontal well with an integrated device
  • Figure 2 is a longitudinal section of a borehole acoustic emitter
  • a method of stimulating a formation which includes delivering a complex stimulation device to the horizontal end of a well.
  • the complex device includes a radial acoustic emitter, a block of geophysical instruments and an electro-hydraulic emitter with a plasma spark gap, which are interconnected by typical geophysical adapters.
  • a radial borehole acoustic emitter is structurally designed so that it can be made up to 50 meters long.
  • the design of the downhole acoustic device is illustrated by the illustration ( Figure 2), which shows a longitudinal section of the device.
  • the downhole acoustic emitter includes an upper head providing connection with a contact device for a cable lug, a lower head connected to each other in a single structure, metal sealed cases (30), in which piezoelectric transducers (31) are placed in pairs with an offset of 90 ° from each other.
  • Piezoelectric transducers (31) consist of longitudinally polarized, electrically connected piezoceramic washers (5 pcs. In each piezoelectric transducer). Piezoelectric transducers (31) are fastened together by tightening screws (32) (4 pcs.). Between piezoelectric transducers rubber-metal gaskets are installed (33). For reliable fixation of the piezoelectric transducers (31), sleeves (35) are installed in the housing (30), to which the coupling screws (32) are attached.
  • This device provides independent operation of each piezoelectric transducer (31) located in the housing (30). This is due to the mutual arrangement of the piezoelectric transducers (31), as well as the presence of rubber-metal gaskets (33). Such a constructive implementation allows to increase the selectivity of acoustic impact on the well, bottomhole zone, formation.
  • the upper and lower cases (30) are interconnected by metal cables (37) (4 pcs.) And the part (36) formed by rubber-plastic filling of the junction of the two cases (30) with a small gap.
  • This design provides flexibility that allows you to freely pass the curved sections of the well.
  • the connection of the housings (30) using metal cables and the part (36) provides an increase in the lateral compliance of the housings (30), which increases the radiation efficiency in the radial direction.
  • Such a device also has a longer service life, since the flexible connection of the housings (30) eliminates its destruction under the action of high pressure in the well and makes the device less fragile.
  • the casing (30) is secured and sealed by compressing and radially expanding the rubber gasket (34) with compression nuts (38), which are attached to the bushings (35) (screwed or welded).
  • the nuts (38) have protruding parts, which ensure the attachment of metal cables to them (37). Of these, a loop (closed connection) is performed, which simultaneously slips on the protruding parts of the nuts (38) located in two adjacent housings 30.
  • Piezoceramic washers are fastened together with metal washers, a screw (41) and a nut (42). Piezoceramic washers are prestressed using a screw (41) and a nut (42). Using a given voltage, it is possible to adjust the resonance frequency and the impedance value of each piezoelectric transducer (31) to the required values at the time of assembly. Additional sealing and fastening of the housings (30) is provided by rubber-plastic pouring (36) at the junction of two adjacent buildings (30). Power is supplied to the piezoelectric transducers via wires (39), which pass through the channel for electric wires. Piezoelectric transducers (31) are connected to wires (39) in a parallel circuit.
  • Wires (39) between two adjacent housings (30) are connected using standard geophysical connecting nodes ("five-copecks") (40) and filled with rubber-plastic.
  • rubber plugs (43) are installed.
  • the external and internal surface of the housing (30) may have grooves in the form of a groove that are milled along the length of the housing (30) (not shown in the figure). The presence of such recesses provides a certain directivity of acoustic radiation, and also leads to lateral compliance of the body (30). Such a structural embodiment allows to obtain radiation in the radial direction.
  • the electronics unit is hermetically connected to the housing (30) (not shown in the figure), designed to generate a signal with the working frequency of the piezoelectric transducers (31) and to automatically adjust the parameters of the piezoelectric transducers (31) (frequency, voltage, phase shift) directly during operation depending on the processing results in the electronics block of signals taken from the built-in sensors for monitoring the operation of piezoelectric transducers (31).
  • the emitter operates in two modes: continuous and pulsed. In constant mode, the emitter operates at frequencies close to 20,000 Hz. At these frequencies, the effects of ultrasound act: - breaking of intermolecular bonds (the destruction of stable bonds at the interface between pores and fluid);
  • the pores of the bottom-hole formation zone are cleaned within a radius of about 3 meters and perforations.
  • the emitter In pulsed mode, the emitter operates at frequencies of about 100 Hz. In this mode, the wavelength is several tens of meters, depending on the propagation medium (for example, in water is 15 meters). Its feature is a slight attenuation at large distances (more than 1000 meters). At an impulse, high inrush currents (up to 10 A) work and powerful energy emissions occur (about 20 kJ per hour), which allows the sound wave to propagate to a distance of up to 1000 meters with little loss of efficiency. This allows you to affect the entire supply area of the well and to attract stagnant zones.
  • the design of the ultrasonic emitter is made in such a way that allows additional electrical conductors to pass through it. That allows you to connect to it a block of geophysical instruments (also made through passage).
  • the block of geophysical instruments includes MLM Group (gamma-ray logging and magnetic locator of couplings), temperature and pressure sensors, a moisture meter and a flow meter.
  • GK MLM allows you to bind the device to the depth of the well and the position of the device in the horizontal well, for accurate processing.
  • Other instruments allow real-time monitoring of well operation and emitter operation. This allows you to perform three tasks:
  • an electro-hydraulic radiator with a plasma spark gap is connected (Fig. 3).
  • the emitter has design features that distinguish it from the analogues used. Structurally, an electro-hydraulic complex with a plasma spark gap
  • ELKPR consists of two main parts: a ground-based power and control unit and a borehole electro-hydraulic emitter.
  • MFPKU multifunctional control and control panel
  • a complex device through a hose cable, is connected to a multifunctional control and control panel (MFPKU).
  • MFPKU consists of blocks: a power supply and control unit for an acoustic emitter, a log recorder, a power supply and control unit for an electro-hydraulic emitter.
  • the borehole electro-hydraulic emitter has a modular design
  • Fig. 4 consisting of a stabilization unit, a block of capacitors and a plasma spark gap. It has a length of not more than 3 meters and a diameter of not more than 44 mm, which ensures free passage of the device through all existing tubing.
  • the stabilization unit includes a step-up decoupling transformer, which also powers the plasma ignition unit in the discharge gap.
  • Capacitors are used in the capacitor block: one pin is a coaxial pin, the second is a cylindrical body - you get a parallel connection to the battery by simply attaching the pins.
  • This design takes up a minimum of space and allows the use of small components.
  • the modularity of the design allows you to increase the power of the downhole electro-hydraulic emitter, due to the use of additional blocks of capacitors, in the required range, for example, from 0.5 to 3 kJ. Modularity is ensured through the use of a special rubber-plastic connection reinforced with cables. A special role in the invention is played by the design of the plasma arrester.
  • the arrester housing (2) is screwed onto the connection sleeve (1) and secured with a screw.
  • a support sleeve made of fiberglass (9) is screwed to the arrester housing, to which all other elements are attached.
  • a cylinder (7) is screwed in, in which a piston (8) with a rod and a spring is installed.
  • a wire feed mechanism (6) is attached to the upper part of the piston, which is also a limiter that holds the piston in a predetermined position.
  • the feed mechanism is a lever with a support platform (14) and a link with a spring (13).
  • rods (5) are attached to the cylinder (7), which are the basis for the attachment unit (4) of the coil (3).
  • the rods also ensure that the cylinder is kept from knocking out of the sleeve (9) when exposed to the piston (8), due to the support on the connecting sleeve (1).
  • a guide cone (11) is fastened to the support sleeve using racks (10). It provides free movement of the SEGP along the tubing and at the same time, together with the racks, protects the electrodes from mechanical stress.
  • the operation of the electro-hydraulic complex is as follows.
  • the ground power supply unit is connected to an alternating current network with a voltage of 220 V, converts it to direct current and transfers it via a geophysical cable to the stabilization unit and the capacitor unit. Electrical energy is accumulated in the capacitors and when they are filled, a plasma discharge occurs through the electrodes (17, 18) connected by a wire (12), which is previously set to the desired position. As a result of a plasma discharge, an electrohydraulic shock occurs, affecting the oil reservoir and its bottomhole zone, which helps to stimulate enhanced oil recovery and intensify oil production.
  • the shock wave also acts on the piston (8), which rises, compresses the spring and moves the wire feed mechanism (6).
  • the surfaces of the support platform (14) and the wings (13) easily slide up the wire (12).
  • the feed mechanism goes down and due to special notches on the support platform and the link and the link spring, which provides its pressing, pull the wire down through the negative electrode until it contacts the positive electrode. Then the whole cycle is repeated.
  • the emitter has a modular design, which allows, due to the different number of modules, to vary the emitted energy in the range from 0.5 to 3 kJ (depending on the geological characteristics of the well and its design).
  • capacitors are used in the emitter to minimize the occupied volume.
  • the length of the emitter is 2 times less than analogues, and the diameter is reduced to 52 millimeters.
  • a mechanical wire-drawing device is used, made in the form of a quick-detachable unit, which allows changing the wire in the field and avoiding complex electrical and electronic circuits.
  • the complex device is delivered to the horizontal section of the well with the help of a hose-cable, which is wound on a special drum and driven by a special installation for winding-unwinding and a special conveyor for its delivery to the well.
  • This hose cable hoist is commercially available from many factories.
  • MFPKU multifunctional control and control panel
  • a complex device through a hose cable, is connected to a multifunctional control and control panel (MFPKU).
  • MFPKU consists of blocks: a power supply and control unit for an acoustic emitter, a log recorder, a power supply and control unit for an electro-hydraulic emitter. All of them are connected through a hose-cable (inside of which electric conductors pass) with devices delivered to a horizontal well and perform power and control functions.
  • the implementation of the method is as follows: On a umbilical, using a special lift, a complex device consisting of an electro-hydraulic radiator with plasma discharger, geophysics unit and acoustic emitter. Pushing the complex device to the end of the horizontal section, through the block of geophysics, the instruments are attached and the parameters of the well are taken before treatment. Within two hours (the time depends on the parameters of the well and calculated in laboratory conditions), the near and far zones are processed in constant (work for an hour at a constant frequency of 20 kHz) and pulse (work of 10 pulses per second at a frequency of 100 Hz for an hour) modes, which leads to the restoration of the permeability of the near zone and to the movement of the reservoir fluid in the far and stagnant zones.
  • the electro-hydraulic radiator is turned on and the plasma is processed by the plasma of the cleaned area (up to 50 meters).
  • a shock wave of high pressure with an energy of up to 3 kJ (the energy value depends on the number of capacitors in the modules and is calculated mathematically) is evenly distributed in the radial direction, creating cracks in the near zone and pushing oil out of stagnant zones.
  • the block of geophysics is connected and the current parameters are removed, allowing, if necessary, to adjust the operation of the equipment. Then, the processes are repeated until the horizontal section of the well passes completely.
  • the device complex For efficient and safe movement of the device complex along the horizontal section, it is equipped with centralizers and a pressure sensor.
  • Patent N ° RU2385472 Downhole seismic energy source, high-voltage electrode assembly and low-voltage electrode assembly, 2007 7.
  • Patent N ° RU2373386 Method for influencing the bottom hole of a well and oil-saturated formations (options) and device for its implementation, 2008
  • Patent N ° US 2012/0043075 Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности для очистки призабойной зоны горизонтальной скважины и смонтированных фильтров, а также для интенсификации добычи нефти. Способ включает спуск в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электро-гидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя, до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, привязку приборов, и снятие параметров скважины до начала обработки, акустическую очистку пор пласта и фильтров участка горизонтальной скважины, плазменную обработку очищенного участка для вовлечения в работу застойных зон пласта источником, снятие текущих параметров блоком геофизики, повтор процессов до полного прохождения горизонтального участка скважины. Устройство содержит наземный многофункциональный пульт контроля и управления и присоединненые шланго-кабелем скважинные акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электро-гидравлический излучатель с плазменным разрядником, соединенные между собой геофизическими переходниками. Использование изобретения позволяет улучшить очистку призабойной зоны пласта, а также восстановить дебит скважины.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ
Область техники, к которой относится группа изобретений Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности для очистки призабойной зоны горизонтальной скважины и смонтированных фильтров, а также для интенсификации добычи нефти. Способ включает доставку и размещение в горизонтальном окончании скважины ультразвукового излучателя, работа которого в различных режимах и на различных частотах позволяет оптимизировать ее работу. Уровень техники
В нефтегаздобывающей промышленности в последние годы значительно возросло бурение скважин с горизонтальным окончанием. Их бурение, освоение и эксплуатация значительно отличаются от технологии добычи углеводородов через вертикальные скважины, в этой связи методы, применяемые для интенсификации в вертикальных скважинах, в подавляющем большинстве не пригодны для горизонтальных скважин.
Известны множество способов химической обработки горизонтальной скважины (Патенты RU 2531985 от 17.09.2013г., RU 2599155 от 24.09.2015г., RU 2520989 от 13.03.2013г., RU 2288356 от 22.11.2005г., RU 2471978 от 1 1.07.201 1 г., RU 2287680 от 10.08.2004г., RU 2554962 от 08.05.2014г., RU 2235865 от 29.09.2003г., RU 2599156 от 24.09.2015г., 2144616 от 22.06.1998г., RU 2325517 от 29.05.2007г). Все эти способы осуществимы или с применением большого количества химических веществ, или с применением большого количества дополнительного оборудования. Все это ведет к большим финансовым и трудовым затратам, увеличенным затратам времени и материалов. Немаловажна также экологическая опасность данных методов. Из уровня техники известны также способы термо-химического воздействия на горизонтальные скважины (Патенты RU 2527434 от 27.08.2014г, RU 2004124482 от 27.01.2006г., RU 2287680 от 10.08.2004г.). Эти методы обладают теми же недостатками, что и предыдущие.
Из уровня техники известны гидродинамические способы обработки горизонтальных скважин (RU 94033081 от 09.09.1994г., RU 2074305 от 09.09.1994г.). Данные методы также отличаются громоздкостью оборудования и большими затратами труда и времени.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство (Патент RU 2600249 от 24.01.2014г). Способ предполагает осуществление воздействия на нефтяные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины путем спуска в скважину устройства для генерации импульсов с возможностью взрывного образования плазмы. Для этого применяется двухмодульное электрогидравлическое устройство. В первом модуле размещен блок заряда конденсаторов, а во втором блок конденсаторов, излучатель и блок подачи активного вещества, соединенные с контрольным модулем и оборудованием на устье скважины с возможностью передачи данных заряда и разряда накопительных конденсаторов с целью инициирования последовательных упругих колебаний в заданных точках горизонтального окончания. Устройство генерирует периодические направленные короткие импульсы за счет взрыва калиброванной проволоки, приводящего к образованию плазмы и направленной радиально ударной волны высокого давления.
Спуск устройства производится на гибкой трубе типа колтюбинг.
Данные способ и устройство имеют ряд недостатков. Основным является невозможность распределения ударной волны равномерно в радиальном направлении. Волна идет по пути наименьшего сопротивления, т.е. основная энергия пойдет по наиболее проницаемым поровым каналам. При наличии фильтра в горизонтальной скважине, также произойдет неравномерное распределение энергии по радиусу скважины. Привлечение в разработку ранее пропущенные слабодренированные застойные зоны также носят случайный характер.
Сущность группы изобретений.
Из теории разработки нефтяных месторождений мы знаем, что на продуктивность скважины влияет множество факторов. Ряд из них имеет механическое происхождение, такие как: образование глинистой корки на стенках скважины при бурении; проникновение в пласт бурового раствора; проникновение в пласт фильтрации бурового раствора; проникновение в пласт фильтрации цементирующих составов; мехпримеси в задавочной жидкости при заканчивании скважины или ее ремонте, которые забивают перфорационные отверстия; проникновение в пласт задавочной жидкости; закупоривание пор пласта глинами, содержащимися в породе пласта; отложение асфальто-смолисто- парафиновых отложений в пласте и призабойной зоне, закупоривание ими перфорационных отверстий; солевые отложения в пласте и призабойной зоне; образование различных эмульсий в пласте; закачка различных эмульсий в пласт; закачка различных растворителей с механическими примесями; закупорка пор пласта и призабойной зоны продуктами реакции от различных видов обработок скважины и пласта (химических, термических и т.п.) Приведенные факторы значительно снижают проницаемость пласта и, как следствие, снижается производительность скважины, иногда до полного прекращения притока.
Задачей, предлагаемого технического решения является очистка призабойной зоны пласта от перечисленных видов загрязнений, создание трещин и микротрещин в радиальном направлении протяженность в десятки метров, вовлечение в разработку застойных зон нефти. Это позволит не только восстановить дебит скважины, но и значительно повысить его по сравнению с первоначальным.
Технический результат, заявленной группы изобретения, заключается в улучшении очистки призабойной зоны пласта, а также в восстановлении дебита скважины.
Технический результат, заявленной группы изобретения, достигается за счет того, что способ восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, в котором спускают в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электро-гидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя, до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, производится привязка приборов, и снимают параметры скважины до начала обработки, акустически очищают поры пласта и фильтры участка горизонтальной скважины, проводят плазменную обработку очищенного участка для вовлечения в работу застойных зон пласта источником, снимают текущие параметры блоком геофизики, повторяют процессы до полного прохождения горизонтального участка скважины.
В частном случае реализации заявленного технического решения акустическую очистку пор пласта и фильтров горизонтальной скважины осуществляют путем периодического воздействия полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 2000 Гц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 100 Гц. В частном случае реализации заявленного технического решения плазменную обработку производят ударной волной высокого давления энергией до 3 кДж.
В частном случае реализации заявленного технического решения применяется в горизонтальных скважинах для добычи сланцевой нефти. В частном случае реализации заявленного технического решения применяется в боковых стволах.
Технический результат, заявленной группы изобретения, достигается за счет того, что комплексное устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, содержащее наземный многофункциональный пульт контроля и управления и присоединненые шланго-кабелем скважинные акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электро-гидравлический излучатель с плазменным разрядником, соединенные между собой геофизическими переходниками.
В частном случае реализации заявленного технического решения наземный многофункциональный пульт контроля и управления состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электро-гидравлическим излучателем
В частном случае реализации заявленного технического решения акустический излучатель, содержит блок электроники, верхнюю головку, обеспечивающую соединение с контактным устройством под кабельный наконечник, нижнюю головку, канал для электропроводов и соединенные друг с другом в единую конструкцию металлические герметичные корпусы, в которых размещены пьезопреобразователи, при этом внешняя и внутренняя поверхность каждого корпуса имеет углубления желобообразной формы, при чем в корпусах установлены втулки с прикрепленными к ним гайками, выполненными с возможностью присоединения и фиксации друг к другу двух соседних корпусов с помощью прикрепляемых одновременно к двум гайкам соседних корпусов металлических тросиков, кроме того, корпусы также соединены друг с другом посредством деталей, образованных заливкой резино-пластиковой композиции в местах стыка с зазором двух соседних корпусов. В частном случае реализации заявленного технического решения содержит электро-гидравлический плазменный излучатель модульного исполнения, позволяющий регулировать выброс энергии от 0,5 до 3 кДж, с использованием конденсаторов, позволяющих уменьшить размеры излучателя, и механический блок подачи проволоки, предполагающий легкую замену в полевых условиях. В частном случае реализации заявленного технического решения блок геофизических приборов включает в себя гамма-каротаж и магнитный локатор муфт, датчики температуры и давления, влагомер и расходомер.
В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный электрогидравлический излучатель выполнен модульной конструкцией и состоит из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника, при этом блок стабилизации содержит повышающий-развязывающий трансформатор, который также осуществляет питание блока поджига плазмы в разрядном промежутке,
В частном случае реализации заявленного технического решения конденсаторы соединены в блоке конденсаторов параллельно. В частном случае реализации заявленного технического решения мощность скважинного электрогидравлического излучателя, за счёт использования дополнительных блоков конденсаторов, регулируется в диапазоне 0,5 до 3 кДж.
В частном случае реализации заявленного технического решения плазменный разрядник состоит из корпуса с внутренней полостью, верхней частью соединенный с соединительной втулкой, а нижней частью соединенный с опорной втулкой, в полости корпуса расположен цилиндр, закрепленный на средней части опорной втулки, а цилиндр содержит поршень со штоком и пружиной, на верхней части поршня закреплен механизм подачи проволоки, выполненный в виде рычага с опорной площадкой и кулисой с пружиной, при этом на опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке выполнены направленные насечки, к цилиндру прикреплены четыре стержня, являющиеся основанием для узла крепления катушки, в опорной втулке выполнены отверстия для расположения и крепления отрицательного и положительного электродов, при этом электроды выполнены изолированными с открытыми участками, обеспечивающими плазменный разряд, в отрицательном электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки, снизу на опорной втулке посредством стоек закреплен направляющий конус.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 - горизонтальная скважина с комплексным устройством;
Фиг.2 - продольный разрез скважинного акустического излучателя;
Фиг.З - излучатель с плазменным разрядником;
Фиг.4 - скважинный электрогидравлический прибор. На фигуре цифрами обозначены следующие позиции:
1 - соединительная втулка; 2 - корпус разрядника; 3 - катушка; 4 - узел крепления; 5 - стержень; 6 - проволока; 7- цилиндр; 8 - поршень; 9 - опорная втулка; 10 - ;11 - ;12 - проволока; 13 - кулиса с пружиной ;1 '4 - опорная площадка; 15- ;16 - ;17 - электроды; 18 - отверстия в поршне ;19 - отрицательный электрод; 20 - положительный электрод; 21 - винт; 22 - клемма; 23 - изоляция; 24 - электрогидравлический излучатель с плазменным разрядником; 25 - блок геофизических приборов; 26 - скважинный акустический излучатель; 27 - податчик шланго -кабеля; 28- шланго-кабель; 29 - спецподъемник. 30 - корпус; 31 - пьезопреобразователь; 32 - стяжной винт; 33 - резина-металлическая прокладка; 34 - прокладка; 35 - втулка; 36 - деталь, образованная заливкой резина-пластиковой композиции; 37 - металлический тросик; 38 - гайка; 39 - электропровода; 40 - соединительный узел; 41 - винт; 42 - гайка; 43 - пробка.
Раскрытие изобретения
Данные результаты достигаются применением способа воздействия на пласт, который включает в себя доставку в горизонтальное окончание скважины комплексного устройства воздействия. Комплексное устройство включает в себя акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электро-гидравлический излучатель с плазменным разрядником, которые соединяются между собой типовыми геофизическими переходниками.
Скважинный акустический излучатель радиального типа конструктивно устроен так, что позволяет изготавливать его длиной до 50 метров.
Конструкция скважинного акустического прибора поясняется иллюстрацией (Фиг.2), на которой отображен продольный разрез устройства.
Скважинный акустический излучатель включает верхнюю головку, обеспечивающую соединение с контактным устройством под кабельный наконечник, нижнюю головку, соединенные друг сдругом в единую конструкцию металлические герметичные корпусы (30), в которых размещены парами пьезопреобразователи (31 ) со смещением друг относительно друга на угол 90°. Пьезопреобразователи (31 ) состоят из продольно-поляри зованных, электрически соединенных пьезокерамических шайб (по 5 шт. в каждом пьезопреобразователе). Пьезопреобразователи (31 ) скрепляются между собой стяжными винтами (32) (4 шт.). Между пьезопреобразователямиустановлены резина-металлические прокладки (33). Для надежной фиксации пьезопреобразователей (31 ) в корпусе (30) установлены втулки (35), к которым прикреплены стяжные винты (32).
В настоящем устройстве обеспечивается независимая работа каждого пьезопреобразователя (31 ), размещенного в корпусе (30). Это обусловлено взаимным расположением пьезопреобразователей (31 ), а также наличием резино-металлических прокладок (33). Такое конструктивное выполнение позволяет повышать избирательность акустического воздействия на скважину, призабойную зону, пласт.
Верхний и нижний корпусы (30) соединяются между собой металлическими тросиками (37) (4 шт.) и деталью (36), образованной резина-пластиковой заливкой места стыка двух корпусов (30) с небольшим зазором. Такое конструктивное выполнение обеспечивает гибкость, что позволяет беспрепятственно проходить искривленные участки скважины. Кроме того, соединение корпусов (30) с помощью металлических тросиков и детали (36) обеспечивает повышение поперечной податливости корпусов (30), что повышает КПД излучения в радиальном направлении. Такое устройство также имеет более длительный срок службы, поскольку наличие гибкого соединения корпусов (30) исключает его разрушение под действием высокого давления в скважине и делает устройство менее хрупким. Крепление и герметизация корпуса (30) происходят за счет сжатия и расширения в радиальном направлении резиновой прокладки (34) сжимающими гайками (38), которые прикреплены к втулкам (35) (привинчены или приварены) . Гайки (38) имеют выступающие части, обеспечивающие прикрепление к ним металлических тросиков (37). Из них выполняется петля (замкнутое соединение), которая одновременно накидывается на выступающие части гаек (38), расположенных в двух соседних корпусах 30.
Пьезокерамические шайбы скрепляются вплотную друг к другу с помощью металлических шайб, винта (41 ) и гайки (42). Предварительное напряжение пьезокерамических шайб осуществляется с помощью винта (41 ) и гайки (42). С помощью заданного напряжения возможно настроить частоту резонанса и значение импеданса каждого пьезопреобразователя (31 ) под необходимые значения в момент сборки. Дополнительная герметизация и крепление корпусов (30) обеспечивается за счет резино-пластиковой заливки (36) в местах стыка двух соседних корпусов (30). Электропитание к пьезопреобразователям подается по проводам (39), которые проходят через канал для электропроводов. Пьезопреобразователи (31 ) подсоединяются к проводам (39) по параллельной схеме. Провода (39) между двумя соседними корпусами (30) соединяются при помощи стандартных геофизических соединительных узлов («пятаков») (40) и заливаются резина-пластиком. Для предотвращения попадания резино- пластика внутрь корпуса (30) в цилиндрические отверстия втулок (35) установлены резиновые пробки (43). Внешняя и внутренняя поверхность корпуса (30) может иметь углубления желобообразной формы, выполненные фрезерованием по длине корпуса (30) (на рисунке не показано). Наличие таких углублений обеспечивает определенную направленность акустического излучения, а также приводит к поперечной податливости корпуса (30). Такое конструктивное выполнение позволяет получить излучение в радиальном направлении. Блок электроники герметично соединен с корпусом (30) (на рисунке не показано) , предназначен для формирования сигнала с рабочей частотой пьезопреобразователей (31 ) и для автоматической корректировки параметров работы пьезопреобразователей (31 ) (частота, напряжение, фазовый сдвиг) непосредственно во время работы в зависимости от результатов обработки в блоке электроники сигналов, снимаемых со встроенных датчиков контроля работы пьезопреобразователей (31 ).
Излучатель работает в двух режимах: постоянный и импульсный. В постоянном режиме излучатель работает на частотах близких к 20000 Гц. На этих частотах действуют эффекты ультразвука: - разрыв межмолекулярных связей (разрушение устойчивых связей на границе пор и флюида);
- капиллярный эффект; разрушение кольматанта, асфальтосмолопарафиновых и минеральных отложений; - изменение реологии нефти, приближение ее свойств к свойствам ньютоновской жидкости.
За счет этих эффектов очищаются поры призабойной зоны пласта в радиусе около 3 метров и перфорационные отверстия.
В импульсном режиме излучатель работает на частотах около 100 Гц. При данном режиме длина волны составляет несколько десятков метров, в зависимости от среды распространения (например в воде составляет 15 метров). Ее особенностью является незначительное затухание на больших расстояниях (более 1000 метров). При импульсе работают высокие пусковые токи (до 10 А) и происходят выбросы мощной энергии (около 20 кДж в час), что позволяет звуковой волне распространяться на расстояние до 1000 метров незначительно теряя эффективность. Это позволяет воздействовать на всю область питания скважины и привлекать в работу застойные зоны.
Конструкция ультразвукового излучателя выполнена таким образом, что позволяет пропускать через него дополнительные электрические жилы. Что позволяет подключить к нему блок геофизических приборов (выполненный также проходным). Блок геофизических приборов включает в себя ГК МЛМ (гамма-каротаж и магнитный локатор муфт), датчики температуры и давления, влагомер и расходомер.
ГК МЛМ позволяет осуществить привязку прибора по глубине скважине и положению прибора в горизонтальном стволе, для точного осуществления обработки. Остальные приборы позволяют в режиме реального времени отслеживать работу скважины и работу излучателя. Это позволяет выполнить три задачи:
1 . Контроль за работой скважины и излучателя.
2. Возможность корректировки работы излучателя в зависимости от полученных параметров.
3. Подтверждение эффективности работы предлагаемого комплекса устройств.
После блока приборов присоединяется электро-гидравлический излучатель с плазменным разрядником (фиг.З). Излучатель имеет конструктивные особенности, отличающие его от применяемых аналогов. Конструктивно электрогидравлический комплекс с плазменным разрядником
(ЭГКПР) состоит из двух основных частей: наземный блок питания и управления и скважинного электрогидравлического излучателя.
На поверхности комплексное устройство, через шланго-кабель, присоединяется к многофункциональному пульту контроля и управления (МФПКУ). МФПКУ состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электро-гидравлическим излучателем.
Все они связаны через шланго-кабель (внутри которого проходят электрические жилы) с устройствами, доставленными в горизонтальную скважину и выполняют функции питания и управления. Скважинный электрогидравлический излучатель имеет модульную конструкцию
(фиг. 4), состоящую из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника. Он имеет длину не более 3 метров и диаметр не более 44 мм, что обеспечивает свободный проход прибора через все существующие НКТ.
В блок стабилизации входит повышающий-развязывающий трансформатор, который также осуществляет питание блока поджига плазмы в разрядном промежутке. В блоке конденсаторов используются конденсаторы: один вывод коаксиальная шпилька, второй цилиндрический корпус - получается соединение параллельно в батарею простым креплением шпилек. Такая конструкция занимает минимум пространства и позволяет использовать малогабаритные комплектующие. Модульность конструкции позволяет наращивать мощность скважинного электрогидравлического излучателя, за счёт использования дополнительных блоков конденсаторов, в необходимом диапазоне, например, от 0,5 до 3 кДж. Модульность обеспечивается за счёт применения специального резино-пластикового соединения, усиленного тросиками. Особую роль в изобретении играет конструкция плазменного разрядника. В отличие от прототипа он имеет не электрический, а механический привод. Он выполнен в виде блочной, легко разбираемой конструкции, которая позволяет легко заменять любые детали, а также устанавливать новую катушку с проволокой, что особенно важно в полевых условиях. Корпус разрядника (2) навинчивается на соединительную втулку (1) и фиксируется винтом. В нижней части к корпусу разрядника привинчена опорная втулка из стеклотекстолита (9), к которой крепятся все остальные элементы. В средней части втулки ввинчивается цилиндр (7), в котором установлен поршень (8) со штоком и пружиной. В поршне выполнены отверстия (18) для выравнивания давления надпоршневого пространства с давлением в скважине. К верхней части поршня крепится механизм подачи проволоки (6), одновременно являющийся ограничителем, удерживающим поршень в заданном положении. Механизм подачи представляет собой рычаг с опорной площадкой (14) и кулисой с пружиной (13). На опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке (12), сделаны специальные направленные насечки, позволяющие двигаться механизму подачи вверх, не воздействуя на проволоку, и при движении вниз, обеспечивающие зацепление с проволокой.
К цилиндру (7) крепится 4 стержня (5), которые являются основанием для узла крепления (4) катушки (3). Стержни также обеспечивают удержание цилиндра от выбивания из втулки (9) при воздействии поршня (8), за счёт опоры на соединительную втулку (1).
В опорной втулке (9) выполнены 2 отверстия для крепления электродов (17, 19). Электроды имеют изоляцию (23), исключающую перетекание тока. Открытыми являются только участки, обеспечивающие плазменный разряд. К положительному электроду (20) крепится силовой провод при помощи клеммы (22) и специального винта (21). К отрицательному электроду (19) также крепится силовой провод, но в электроде сделано специальное осевое отверстие для прохождения проволоки (12). Для герметизации отверстия используется специальная герметизирующая вставка (15).
Снизу к опорной втулке с помощью стоек (10) крепится направляющий конус (11). Он обеспечивает свободное движение СЭГП по НКТ и одновременно, вместе со стойками, защищает электроды от механического воздействия.
Работа электрогидравлического комплекса осуществляется следующим образом. Наземный блок питания подключается к сети переменного тока напряжением 220 В, преобразует его в постоянный ток и передаёт по геофизическому кабелю в блок стабилизации и блок конденсаторов. Электрическая энергия накапливается в конденсаторах и при их наполнении происходит плазменный разряд через электроды (17, 18), соединённые проволокой (12), которая предварительно выставляется в нужное положение. В результате плазменного разряда происходит электрогидравлический удар, воздействующий на нефтяной пласт и его призабойную зону, что способствует стимуляции повышения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти.
Ударная волна воздействует также на поршень (8), который поднимается вверх, сжимает пружину и перемещает механизм подачи проволоки (6). Поверхности опорной площадки (14) и кулисы (13) легко скользят по проволоке (12) вверх. При распрямлении пружины механизм подачи опускается вниз и за счёт специальных насечек на опорной площадке и кулисе и пружины кулисы, обеспечивающей её прижатие, тянут проволоку вниз через отрицательный электрод до контакта с положительным электродом. Затем весь цикл повторяется.
Таким образом:
Во-первых, излучатель имеет модульную конструкцию, что позволяет, за счет различного количества модулей, варьировать выделяемой энергией в интервале от 0,5 до 3 кДж (в зависимости от геологических характеристик скважины и ее конструкции). Во-вторых, в излучателе применяются конденсаторы, позволяющие минимизировать занимаемый объем. В результате длина излучателя в 2 раза меньше аналогов, а диаметр снижен до 52 миллиметров.
В-третьих, в отличие от аналогов, применяется механическое устройство протягивания проволоки, выполненное в виде быстросъемного блока, что позволяет менять провод в полевых условиях и избегать сложных электрических и электронных схем.
Комплексное устройство доставляется в горизонтальный участок скважины с помощью шланго-кабеля, который намотан на специальный барабан и приводится в действие специальной установкой для его сматывания-разматывания и специальным транспортером для его доставки в скважину. Данный подъемник со шланго-кабелем серийно выпускается многими заводами.
На поверхности комплексное устройство, через шланго-кабель, присоединяется к многофункциональному пульту контроля и управления (МФПКУ). МФПКУ состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электро-гидравлическим излучателем. Все они связаны через шланго-кабель (внутри которого проходят электрические жилы) с устройствами, доставленными в горизонтальную скважину и выполняют функции питания и управления.
Реализация способа происходит следующим образом: На шлангокабеле, с помощью специального подъемника, спускают в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электро-гидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя. Проталкивая комплексное устройство до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, производится привязка приборов и снимаются параметры скважины до начала обработки. В течение двух часов (время зависит от параметров скважины и рассчитано в лабораторных условиях) производится обработка ближней и дальней зон в постоянном (работа в течение часа на постоянной частоте 20кГц) и импульсном (работа 10 импульсов в секунду на частоте 100 Гц в течение часа) режимах, что приводит к восстановлению проницаемости ближней зоны и к движению пластового флюида в дальней и застойных зонах.
Затем включается электро-гидравлический излучатель и производится обработка плазмой очищенного участка (до 50 метров) плазмой. Ударная волна, высокого давления энергией до 3 кДж (величина энергии зависит от количества конденсаторов в модулях и рассчитывается математически), равномерно распределяется в радиальном направлении, создавая трещины в ближней зоне и выталкивая нефть из застойных зон. Затем подключается блок геофизики и снимаются текущие параметры, позволяющие, в случае необходимости, производить корректировку работы оборудования. Затем процессы повторяются до полного прохождения горизонтального участка скважины.
Для эффективного и безопасного движения комплекса устройств по горизонтальному участку он оборудован центраторами и датчиком давления.
Источники информации
1 . Юткин Л. А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. П.: Машиностроение, Ленинградское отд. , 1986, 253 с.
2. Кузнецов О. Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты, 2001 , 260 с.
3. Кузнецов О. Л., Чиркин И. А., Курьянов Ю.А. и др. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред, 2007, 432 с.
4. Ревизский Ю.В., Дыбленко В. П. Исследование и обоснование механизма нефтеотдачи пластов с применением физических методов. М., Недра, 2002, 300 с. 5. Патент N° RU 2248591 , Скважинный источник упругих колебаний, 2004 г.
6. Патент N° RU2385472, Скважинный источник сейсмической энергии, узел высоковольтного электрода и узел низковольтного электрода, 2007 г. 7. Патент N° RU2373386, Способ воздействия на призабойную зону скважины и нефтенасыщенные пласты (варианты) и устройство для его осуществления, 2008 г.
8. Patent N° US 2012/0043075, Method and assembly for recovering oil using elastic vibration energy, 2012.
9. http://www.bluesparkenergy.net/wasp/#applications

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 . Способ восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, в котором спускают в горизонтальный ствол скважины комплексное устройство, состоящее из электро-гидравлического излучателя с плазменным разрядником, блока геофизики и акустического излучателя, до окончания горизонтального участка, посредством блока геофизики, производится привязка приборов, и снимают параметры скважины до начала обработки, акустически очищают поры пласта и фильтры участка горизонтальной скважины, проводят плазменную обработку очищенного участка для вовлечения в работу застойных зон пласта источником, снимают текущие параметры блоком геофизики, повторяют процессы до полного прохождения горизонтального участка скважины.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что акустическую очистку пор пласта и фильтров горизонтальной скважины осуществляют путем периодического воздействия полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием. причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 2000 Гц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 100 Гц.
3. Способ по п.1 , отличающийся тем, что плазменную обработку производят ударной волной высокого давления энергией до 3 кДж.
4. Способ по п.1 , отличающийся от п.1 тем, что применяется в горизонтальных скважинах для добычи сланцевой нефти.
5. Способ по п.1 , отличающийся от п.1 тем, что применяется в боковых стволах.
6. Комплексное устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт, содержащее наземный многофункциональный пульт контроля и управления и присоединненые шланго-кабелем скважинные акустический излучатель радиального типа, блок геофизических приборов и электро-гидравлический излучатель с плазменным разрядником, соединенные между собой геофизическими переходниками.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что наземный многофункциональный пульт контроля и управления состоит из блоков: блок питания и управления акустическим излучателем, каротажный регистратор, блок питания и управления электро- гидравлическим излучателем
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что акустический излучатель, содержит блок электроники, верхнюю головку, обеспечивающую соединение с контактным устройством под кабельный наконечник, нижнюю головку, канал для электропроводов и соединенные друг с другом в единую конструкцию металлические герметичные корпусы, в которых размещены пьезопреобразователи, при этом внешняя и внутренняя поверхность каждого корпуса имеет углубления желобообразной формы, при чем в корпусах установлены втулки с прикрепленными к ним гайками, выполненными с возможностью присоединения и фиксации друг к другу двух соседних корпусов с помощью прикрепляемых одновременно к двум гайкам соседних корпусов металлических тросиков, кроме того, корпусы также соединены друг с другом посредством деталей, образованных заливкой резино-пластиковой композиции в местах стыка с зазором двух соседних корпусов.
9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит электро- гидравлический плазменный излучатель модульного исполнения, позволяющий регулировать выброс энергии от 0,5 до 3 кДж, с использованием конденсаторов, позволяющих уменьшить размеры излучателя, и механический блок подачи проволоки, предполагающий легкую замену в полевых условиях.
10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок геофизических приборов включает в себя гамма-каротаж и магнитный локатор муфт, датчики температуры и давления, влагомер и расходомер.
1 1 . Устройство по п.6, отличающееся тем, что скважинный электрогидравлический излучатель выполнен модульной конструкцией и состоит из блока стабилизации, блока конденсаторов и плазменного разрядника, при этом блок стабилизации содержит повышающий-развязывающий трансформатор, который также осуществляет питание блока поджига плазмы в разрядном промежутке,
12. Устройство по п.1 1 , отличающееся тем, что конденсаторы соединены в блоке конденсаторов параллельно.
13. Устройство по п.1 1 , отличающееся тем, что мощность скважинного электрогидравлического излучателя, за счёт использования дополнительных блоков конденсаторов, регулируется в диапазоне 0,5 до 3 кДж.
14. Устройство по п.1 1 , отличающееся тем, что плазменный разрядник состоит из корпуса с внутренней полостью, верхней частью соединенный с соединительной втулкой, а нижней частью соединенный с опорной втулкой, в полости корпуса расположен цилиндр, закрепленный на средней части опорной втулки, а цилиндр содержит поршень со штоком и пружиной, на верхней части поршня закреплен механизм подачи проволоки, выполненный в виде рычага с опорной площадкой и кулисой с пружиной, при этом на опорной площадке и кулисе со стороны, обращенной к проволоке выполнены направленные насечки, к цилиндру прикреплены четыре стержня, являющиеся основанием для узла крепления катушки, в опорной втулке выполнены отверстия для расположения и крепления отрицательного и положительного электродов, при этом электроды выполнены изолированными с открытыми участками, обеспечивающими плазменный разряд, в отрицательном электроде выполнено осевое отверстие для прохождения проволоки, снизу на опорной втулке посредством стоек закреплен направляющий конус.
PCT/RU2017/050118 2017-03-31 2017-11-15 Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт Ceased WO2018182453A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/463,896 US20190383124A1 (en) 2017-03-31 2017-11-15 Method and device for restoring horizontal well productivity and stimulating a formation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110907A RU2640846C1 (ru) 2017-03-31 2017-03-31 Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт
RU2017110907 2017-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018182453A1 true WO2018182453A1 (ru) 2018-10-04

Family

ID=63676472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/050118 Ceased WO2018182453A1 (ru) 2017-03-31 2017-11-15 Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190383124A1 (ru)
RU (1) RU2640846C1 (ru)
WO (1) WO2018182453A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10865622B2 (en) * 2017-10-02 2020-12-15 Blue Spark Energy Inc. Device and method for cleaning a wellbore equipment
RU2696740C1 (ru) * 2018-09-21 2019-08-05 Общество С Ограниченной Ответственностью "Илмасоник-Наука" Способ и устройство комплексного воздействия для добычи тяжелой нефти и битумов с помощью волновой технологии
CN113914822B (zh) * 2021-09-23 2024-05-28 武汉华工融军科技有限公司 一种适用于解堵的激波放电电极、激波发射器和解堵系统
CN115199266B (zh) * 2022-08-18 2025-07-11 西安枭科威尔科技有限公司 一种自驱动可控冲击波破岩装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU68579U1 (ru) * 2007-07-24 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз) Устройство для акустического воздействия на нефтегазоносный пласт
WO2011145979A1 (ru) * 2010-05-19 2011-11-24 Dyblenko Valeriy Petrovich Способ обработки продуктивного пласта и скважинное оборудование для его осуществления
RU2478780C1 (ru) * 2011-11-21 2013-04-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") Способ добычи редких металлов по технологии подземного скважинного выщелачивания и устройство для его реализации
RU131062U1 (ru) * 2013-04-10 2013-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИЛМАСОНИК" Скважинный акустический прибор
RU2600249C1 (ru) * 2014-01-24 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Способ и устройство воздействия на нефтенасыщенные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2373386C1 (ru) * 2008-07-01 2009-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Способ воздействия на призабойную зону скважины и нефтенасыщенные пласты (варианты) и устройство для его осуществления

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU68579U1 (ru) * 2007-07-24 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз) Устройство для акустического воздействия на нефтегазоносный пласт
WO2011145979A1 (ru) * 2010-05-19 2011-11-24 Dyblenko Valeriy Petrovich Способ обработки продуктивного пласта и скважинное оборудование для его осуществления
RU2478780C1 (ru) * 2011-11-21 2013-04-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственный центр "ГеоМИР" (ООО НПЦ "ГеоМИР") Способ добычи редких металлов по технологии подземного скважинного выщелачивания и устройство для его реализации
RU131062U1 (ru) * 2013-04-10 2013-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИЛМАСОНИК" Скважинный акустический прибор
RU2600249C1 (ru) * 2014-01-24 2016-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новас Ск" Способ и устройство воздействия на нефтенасыщенные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины

Also Published As

Publication number Publication date
RU2640846C1 (ru) 2018-01-12
US20190383124A1 (en) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10746006B2 (en) Plasma sources, systems, and methods for stimulating wells, deposits and boreholes
US5184678A (en) Acoustic flow stimulation method and apparatus
RU2640846C1 (ru) Способ и устройство восстановления продуктивности горизонтальной скважины и воздействия на пласт
US20110139441A1 (en) System, apparatus and method for stimulating wells and managing a natural resource reservoir
US20070256828A1 (en) Method and apparatus for reducing a skin effect in a downhole environment
RU2630012C1 (ru) Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления
AU2001232892A1 (en) Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs
EP1257725A1 (en) Coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs
CA2910902C (en) Device for cleaning water wells
RU2478780C1 (ru) Способ добычи редких металлов по технологии подземного скважинного выщелачивания и устройство для его реализации
US20140060804A1 (en) Well Cleaning Device
US20090173492A1 (en) Surface activated downhole spark-gap tool
RU2696740C1 (ru) Способ и устройство комплексного воздействия для добычи тяжелой нефти и битумов с помощью волновой технологии
RU144631U1 (ru) Электрогидроударное устройство для бурения скважин
RU2717845C1 (ru) Излучатель для акустического воздействия на призабойную зону нефтяных скважин
US10655412B2 (en) Electro-hydraulic complex with a plasma discharger
RU2471965C1 (ru) Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений и установка для его осуществления
WO2011006723A1 (en) Electrode systems for an electrical discharge acoustic source
US11325155B2 (en) Immersible ultrasonic transmitter
RU2663766C1 (ru) Устройство для ударного воздействия на призабойную зону
RU2008130459A (ru) Способ измерения внутрискважинных параметров
HK1210567B (en) A system and method for stimulating wells, deposits and boreholes using the plasma source
WO2013073997A2 (ru) Способ ликвидации и предотвращения образования асфальтено-смоло-парафиновых отложений в нефтяных скважинах и нефтепроводах и установка для его осуществления
WO2015190944A1 (ru) Скважинный акустический прибор для обработки призабойных зон нефтяных и газовых пластов

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17902643

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 27/02/2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17902643

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1