Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления



Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления
Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления
Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления
Способ ультразвуковой интенсификации добычи нефти и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2630012:

Общество с ограниченной ответственностью "ИЛМАСОНИК-НАУКА" (RU)

Группа изобретений относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способу интенсификации добычи нефти и стимуляции повышения нефтеотдачи пласта. Способ интенсификации добычи нефти включает размещение в скважине на рабочей глубине скважинного аппарата, соединенного с наземным источником, и возбуждение упругих колебаний разных частот. При этом разрушают загрязняющие продукты из призабойной зоны нефтяного пласта и стимулируют к нефтеотдаче путем периодического воздействия на призабойную зону полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием с одновременным удалением загрязняющих продуктов из призабойной зоны нефтяного пласта путем создания разреженного пространства в зоне перфорации скважины и выноса этих продуктов из скважины струйным насосом. Причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 16-25 кГц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 1-50 Гц. При этом воздействие на зону перфорации начинают с нижнего участка с последующим перемещением выше. Конструктивно устройства интенсификации добычи нефти представляют собой три основных прибора: ультразвуковой генератор, скважинный акустический излучатель и струйный насос. Скважинный излучатель выполнен магнитострикционного типа или имеет модульную конструкцию, состоящую из резонаторов с пьезоэлектрическими пакетами. Техническим результатом является повышение эффективности операции по интенсификации добычи нефти и продолжительности действия эффекта от воздействия используемого оборудования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способу интенсификации добычи нефти и стимуляции повышения нефтеотдачи пласта. Данный способ наиболее применим на старых месторождениях с низкими пластовыми давлениями, на малодебитных скважинах и на сильно закольматированных скважинах.

Уровень техники

Нормативные документы, в сфере безопасности эксплуатации нефтегазодобывающих скважин, предписывают проводить все работы в стволе через компоновку насосно-компрессорных труб (НКТ). Наиболее распространенными являются НКТ с диаметрами 60-89 мм. Следовательно, скважинные приборы, используемые для работы в призабойной зоне пласта, должны иметь максимальные диаметры 44-52 мм.

Известен способ [1], основанный на возбуждении скважинного акустического излучателя электрическим сигналом технологического диапазона частот, преобразовании энергии электрического сигнала в энергию акустических колебаний. На ближнюю продуктивную зону скважины воздействуют акустическими колебаниями суммы электрических сигналов ряда частот технологического диапазона. На дальнюю зону воздействуют низкочастотными акустическими колебаниями комбинационных разностных частот технологического диапазона. Устройство содержит: последовательно включенные устройство управления, выполненное на многоканальных задающем генераторе и фазоимпульсном модуляторе; генераторное устройство, содержащее ряд ключевых усилителей мощности; согласующее устройство; кабель; скважинный акустический излучатель и силовой выпрямитель.

При данном способе обработку продуктивной зоны скважины в интервале перфорации осуществляют с шагом через 1-2 м скважинным акустическим излучателем с длиной активной базы 0,5-1,5 м, акустической мощностью 0,5-5 кВт, причем на каждом шаге скважинный акустический излучатель возбуждают сначала тональным частотно-модулированным электрическим сигналом в течение 0,1-1 часа, а затем электрическим сигналом в виде суммы электрических сигналов ряда частот технологического диапазона, в том числе частотно-модулированными, в течение 1-4 часов. Частоты технологического диапазона устанавливаются в диапазоне 10-60 кГц с учетом геологических характеристик ближней продуктивной зоны скважины так, что комбинационные разностные частоты лежат в диапазоне 20-4000 Гц с учетом геологических свойств дальней продуктивной зоны скважины.

Отмечая правильность поставленной цели изобретения - обеспечить эффективность воздействия на нефтяной пласт для увеличения дебита скважины за счет воздействия высокочастотными и низкочастотными колебаниями, следует заметить, что авторы не до конца понимают физику и задачи воздействия на призабойную зону пласта различными уровнями частот. Воздействие высокочастотными колебаниями (16-30 кГц) обеспечивает очистку перфорационных отверстий и призабойной зоны от кольматанта и других видов засорений. Еще в 70-е годы прошлого века экспериментально было доказано, что наиболее эффективными для этой задачи являются частоты, близкие к 20 кГц [2, 3]. Низкочастотные же колебания [3, 4] предназначены именно для стимуляции нефтеотдачи пласта, за счет инициирования фильтрационных потоков в пласте в целом. Наибольший эффект достигается, когда параметры низкочастотных колебаний близки к параметрам резонансных колебаний нефтяных пластов [4].

В изобретении дано подробное описание устройства управления, формирующего заданные выходные сигналы и практически нет описания работы скважинного акустического излучателя. Между тем предлагаемое оборудование должно рассматриваться как единая система, обеспечивающая достижение поставленной цели. Сигналы, формируемые на выходе устройства управления, не то же самое, что сигналы, выходящие из акустического излучателя, как по частоте, так и по мощности. В скважинном излучателе используется пьезокерамический преобразователь электрических сигналов в механические. Для таких излучателей используется пьезокерамика с большой добротностью, чтобы получить максимальную амплитуду колебаний (интенсивность излучения) на резонансной частоте [5]. Но у пьезокерамики чем выше добротность, тем уже диапазон резонансной частоты (фиг. 1). В изобретении же предлагают установить широкий технологический диапазон частот 10-60 кГц. Это значит, что только на одной определенной частоте излучатель будет иметь максимальную мощность (интенсивность излучения), а на остальных частотах его эффективность фактически будет близка к нулю. Поясним примером. Интенсивность излучения резко падает при прохождении границы двух сред. Известна зависимость[6]:

I2=I1(4c1p1/c2p2)/{c1p1/c2p2+l}2,

где

I1, I2 - интенсивности излучения первой и второй среды,

c1, c2 - скорость звука в среде 1 и среде 2 соответственно,

p1, p2 - плотность среды 1 и среды 2 соответственно.

Подставив значения характеристик двух сред - нефть и сталь (обсадная труба), увидим, что интенсивность излучения только при этом переходе снизится более чем в 3 раза.

Также в описании указано, что излучатель состоит из нескольких пьезопакетов. В то же время в устройстве управления не предусмотрено использование системы автоматического поддержания частоты для обеспечения их одновременной работы в режиме, максимально приближенном к резонансному.

Описанный выше способ не предусматривает создания депрессии в зоне перфорации, а также удаление загрязняющих продуктов из скважины и призабойной зоны пласта. Однако опыт работ с акустическими технологиями многих нефтесервисных компаний [2, 3] и опыт авторов изобретения показывает, что применение такой технологии существенно (в 2-3 раза) увеличивает продолжительность эффекта от акустической обработки, потому что разрушенные физико-химические связи загрязняющих продуктов вновь восстанавливаются и забивают призабойную зону и отверстия перфорации.

Известен также способ [7] восстановления и поддержания продуктивности скважины, включающий акустическое воздействие на скважину и пласт, осуществляемое при наличии градиента давления между скважиной и пластом циклически, с началом цикла по максимальному перепаду давления между скважиной и пластом в период снижения дебита или приемистости скважины и окончанием цикла при достижении стабилизации роста дебита/приемистости или прекращением расхода между скважиной и пластом.

Градиент давления создают путем использования насоса повышенной производительности, установленного на максимально возможную глубину и работающего в режиме создания переменных депрессий, то максимально отбирая жидкость из скважины, создавая максимальную депрессию, то останавливаясь для накопления, при этом пласт нагружается значительными и переменными депрессиями с одновременным акустическим воздействием или при наличии фонтанирующего эффекта используют естественный градиент давления между скважиной и пластом.

Воздействие осуществляют акустическим излучателем, погруженным в скважину одновременно с подземным оборудованием при освоении или ремонте скважины до запуска скважины в работу, акустический излучатель устанавливают в зоне перфорированного пласта или выбранного пропластка с возможностью воздействия на продуктивную (перфорированную) зону пласта путем, например, выбора соответствующей длины излучателя или количества последовательно соединенных излучателей.

Недостатком такого способа является то, что скважинный излучатель стационарно устанавливается в скважине в одной фиксированной точке. При большой толщине пласта или большом количестве пропластков обработке будет подвергаться только зона, находящаяся рядом с излучателем, а остальные зоны не будут очищаться. Создание депрессии и постоянный отбор флюида из скважины позволит своевременно удалить продукты распада загрязняющих продуктов и увеличить продолжительность действия эффекта. Однако использование насоса повышенной производительности, работающего в режиме создания переменных депрессий в призабойной зоне, увеличивает себестоимость добычи нефти и риски выхода дорогостоящего подземного оборудования из строя. В описании способа отмечается возможность импульсного режима работы излучателя, но не приводится, каким образом это осуществляется. Нет также описания режимов работы (частота, интенсивность, время и прочее), что не позволяет в полной мере провести сравнение изобретений.

Известен также способ, схожий по своим технологическим принципам с предлагаемым изобретением и принятый заявителями за прототип [8]. Способ включает размещение в скважине на рабочей глубине скважинного аппарата, который соединен с наземным источником электропитания промышленной частоты и содержит в себе ультразвуковой преобразователь, обеспечивающий создание упругих колебаний высокой частоты, возбуждение упругих колебаний разных частот и последующее за этим неоднократное воздействие упругими колебаниями разных частот на нефтяной пласт. Это воздействие осуществляют колебаниями высокой и/или низкой частоты.

Для создания упругих колебаний высокой и низкой частоты используют два независимых источника колебаний, один из которых выполнен в виде по меньшей мере одного излучающего ультразвукового, преимущественно, магнитострикционного преобразователя, а второй создан на базе электроимпульсного устройства, которое обеспечивает создание упругих колебаний низкой частоты, соединено с наземным источником электропитания промышленной частоты и включает в себя электрически взаимосвязанные между собой зарядное устройство, блок накопительных конденсаторов, разрядный блок, оснащенный электродами, и два коммутирующих средства, одно из которых обеспечивает компоновку отдельных накопительных конденсаторов в единый блок, а второе выполняет переключение накопительных конденсаторов с одного вида их электрического соединения на другой вид соединения. При этом воздействие упругими колебаниями высокой частоты осуществляют в низкочастотном ультразвуковом диапазоне, преимущественно, на частоте 18-44 кГц и ведут его в постоянном и/или импульсном режиме с интенсивностью в пределах 1-5 Вт/см2. Воздействие упругими колебаниями низкой частоты осуществляют с частотой следования импульсов разряда, равной 0,2-0,01 Гц, и ведут его с энергией единичного импульса разряда, составляющей 100-800 Дж.

В качестве ультразвукового излучателя предполагается использовать магнитострикционный прибор. Такой прибор имеет только одну точку излучения - в центре волновода, откуда акустические волны, близкие к эллиптической форме, излучаются в пространство. Основное излучение происходит в радиальном направлении. Таким образом, в стационарном положении он обрабатывает только узкую полосу участка призабойной зоны. Для эффективной очистки ПЗП, а особенно зоны перфорации скважины, его необходимо перемещать вдоль скважины с очень маленьким шагом 0,2-0,3 м, что существенно увеличивает время обработки.

В качестве излучателя низких частот предполагается использовать электрогидравлический прибор, имеющий диаметр 106 мм. Таким прибором можно работать только по обсадной трубе, поэтому для обеспечения безопасности работ авторы изобретения предлагают использовать способ, при котором оба прибора крепятся к НКТ и спускаются на ней в зону обработки. Следовательно, такая компоновка позволит обработать зону только шириной порядка 2-3 метров, а остальные зоны пласта, останутся необработанными.

В рассматриваемом способе предусмотрено создание депрессии в зоне обработки (штанговым насосом или свабом), а также извлечение флюида с разрушенными загрязняющими продуктами из призабойной зоны. Однако перечисленные выше недостатки не позволять достичь значительных эффектов, особенно на скважинах, использующих центробежные насосы.

Сущность изобретения

Технический результат заключается в повышении эффективности и успешности операции по интенсификации добычи нефти и продолжительности действия эффекта от воздействия используемого оборудования.

Под эффективностью понимается прирост дебита скважины.

Под успешностью операции понимается увеличение дебита нефтяной скважины в результате обработки призабойной зоны пласта.

Под продолжительностью действия эффекта понимается время сохранения прироста дебита скважины относительно исходного значения.

Заявленный технический результат обеспечивается за счет интенсификации добычи нефти, включающей размещение в скважине на рабочей глубине скважинного аппарата, соединенного с наземным источником, возбуждение упругих колебаний разных частот, причем разрушают загрязняющие продукты из призабойной зоны нефтяного пласта и стимулируют к нефтеотдаче путем периодического воздействия на призабойную зону полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием с одновременным удалением загрязняющих продуктов из призабойной зоны нефтяного пласта путем создания разреженного пространства в зоне перфорации скважины и выноса этих продуктов из скважины струйным насосом,

причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 16-25 кГц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 1-50 Гц,

при этом воздействие на зону перфорации начинают с нижнего участка с последующим перемещением выше.

В частном случае реализации заявленного технического решения разрушение загрязняющих продуктов и стимулирование к нефтеотдаче осуществляют посредством излучателя пьезокерамического типа.

В частном случае реализации заявленного технического решения разрушение загрязняющих продуктов и стимулирование к нефтеотдаче осуществляют посредством излучателя магнитострикционного типа.

В частном случае реализации заявленного технического решения обработку зоны пласта производят по времени, в течение 60 минут с периодическим переключением по времени, через 10 минут, с постоянного режима на импульсный.

В частном случае реализации заявленного технического решения спускают в скважину вместе с ультразвуковым излучателем геофизический прибор, на основании данных которого производят выбор режимов обработки призабойной зоны.

Заявленный технический результат обеспечивается также за счет устройства ультразвуковой интенсификации добычи нефти, которое содержит ультразвуковой генератор, кабель, скважинный акустический излучатель, причем

дополнительно содержит наземный насосный агрегат высокого давления и блок долива с жидкостью, при этом

наземный насосный агрегат высокого давления подключен трубами подачи высокого давления к НКТ через задвижку с обратным клапаном,

а блок долива с жидкостью подключен шлангами линии слива к приемному штуцеру насосного агрегата, а приемным штуцером к затрубной задвижке,

причем

в технологической насосно-компрессорной трубе дополнительно установлен струйный насос, при этом струйный насос выполнен с осевым отверстием для прохождения скважинного излучателя, при этом осевое отверстие герметично закрыто вставкой, которая при этом позволяет свободно перемещаться геофизическому кабелю,

а скважинный ультразвуковой излучатель выполнен магнитострикционного типа или выполнен модульной конструкцией, состоящей из резонаторов с пьезоэлектрическими пакетами. В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный ультразвуковой излучатель выполнен диаметром 44 мм.

В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный ультразвуковой излучатель выполнен диаметром 52 мм.

В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный ультразвуковой излучатель соединен с геофизическим прибором, который посредством геофизического кабеля соединен с каротажным регистратором.

В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный ультразвуковой излучатель выполнен длиной 1,0-2,0 метра.

В частном случае реализации заявленного технического решения скважинный ультразвуковой излучатель выполнен магнитострикционного типа.

В частном случае реализации заявленного технического решения резонатор скважинного ультразвукового излучателя обеспечивает интенсивность излучения 3 Вт/см2.

Способ комплексного воздействия на зону перфорации и призабойную зону пласта. В первую очередь воздействие осуществляется высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона (16-25 кГц) в постоянном режиме. Данный диапазон частот - наиболее эффективный для разрушения образовавшихся в перфорационных отверстиях и в призабойной зоне загрязняющих продуктов. Для эффективного разрушения загрязняющих продуктов интенсивность излучения, воздействующая на него, должна быть не менее 0,2 Вт/см2. Поэтому, с учетом потерь в скважине и пласте, разработан прибор, имеющий интенсивность излучения на поверхности не менее 3 Вт/см2.

Расчеты, произведенные по приведенной выше формуле, показывают, что это позволит эффективно обработать призабойную зону на расстоянии до 1,0-1,5 м, т.е. наиболее загрязненную зону.

Во вторую очередь, с той же интенсивностью предлагаемый излучатель будет работать в импульсном режиме с частотой колебаний 1-50 Гц. Данные частоты обеспечивают эффективное инициирование фильтрационных потоков в пласте.

Конкретные частоты обработки и продолжительность обработки на той или иной частоте будут выбираться на основании обработки геологической, геофизической, гидродинамической информации о скважине и динамики основных параметров в процессе эксплуатации скважин конкретного месторождения. Для примера на фигуре 2 приведена зависимость коэффициента прохождения акустического поля от частоты ω для различных пород [2]. Коэффициент прохождения определяет долю прошедшей через слой упругой энергии по отношению к энергии излучения в однородной бесконечной среде. Из графика видно, как различные породы влияют на прохождение энергии излучения при одной и той же частоте либо как можно получить одинаковую энергию излучения при прохождении различных пород за счет изменения частоты.

Для извлечения загрязнений от разрушения загрязняющих продуктов используется струйный насос. Он позволяет создать депрессию в зоне обработки, за счет чего все загрязнения вместе с флюидом будут извлекаться из призабойной зоны, а затем удалить их из скважины. Разрушенные ультразвуком загрязняющие продукты имеют свойство восстанавливаться в течении 8-12 часов, поэтому чем лучше будут очищены скважина и призабойная зона, тем больше будет длиться эффект и выше увеличение дебита. К этому необходимо добавить, что при работе струйного насоса одновременно происходит освоение скважины, т.е. вызов притока из пласта, что в комплексе с низкочастотным воздействием обеспечивает повышение нефтеотдачи пласта. Вызов притока - очень важный фактор, особенно для старых месторождений, месторождений с низким пластовым давлением и малодебитных скважин.

Авторы предлагаемого изобретения при работе с ультразвуковым оборудованием испытали различные способы создания депрессии в скважине - использование азотной установки, струйного насоса, свабирование и др. Но на основании параметра «эффективность - стоимость» выбор был остановлен на струйном насосе.

Краткое описание чертежей

Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:

Фиг. 1 - зависимость величины амплитуды и диапазона резонансных частот от добротности пьезокерамики;

Фиг. 2 - зависимость коэффициента прохождения акустического поля от частоты ω для различных пород;

Фиг. 3 - схема скважинного акустический прибора;

Фиг. 4 - конструкция акустического резонатора;

Фиг. 5 - схема компоновки оборудования и техники при реализации предлагаемого способа интенсификации добычи нефти.

На фигурах цифрами обозначены следующие позиции: 1 - продуктивный пласт, 2 - геофизический прибор, 3 - скважинный акустический прибор, 4 - воронка, 5 - пакер, 6 - струйный насос, 7 - герметизирующая вставка, 8 - насосно-компрессорная труба, 9 - затрубная задвижка, 10 - план-шайба, 11 - задвижка с обратным клапаном, 12 - устьевой герметизатор, 13 - блок подвески, 14 - геофизический кабель, 15 - ультразвуковой генератор в каротажном подъемнике, 16 - каротажный подъемник, 17 - насосный агрегат высокого давления, 18 - блок долива (автоцистерна); 19 - пьезопакет; 20 - корпус, 21 - галтель; 22 - известняк; 23 - песчаник; 24 - глина; 25 - водонасыщенный песок; 26 – резонатор.

Раскрытие изобретения

Конструктивно устройства интенсификации добычи нефти представляют собой три основных прибора: ультразвуковой генератор (15), скважинный акустический прибор (2) и струйный насос (6).

Ультразвуковой генератор (15) включает в себя пульт управления, жидкокристаллический дисплей для отображения значений заданных и текущих параметров, блок питания, контроллеры управления и диагностики оборудования, модуль формирования резонансной частоты, модуль формирования импульсных сигналов, блок выходных трансформаторов и модуль автоматического поддержания заданного напряжения. Генератор имеет гальваническую развязку 3 кВ между собой цепей выходного напряжения, цепей управления и питающей сети 220 B.

Блок питания подает электропитание промышленной частоты и напряжения 220 B ко всем блокам и модулям генератора (15). Блок выходных трансформаторов обеспечивает выходное напряжение, подаваемое на акустический излучатель электропитания в диапазоне 300-1500 B. Такой диапазон напряжений необходим при работе на разных месторождениях, где могут использоваться геофизические кабели различной длины и конфигурации (1, 2, 3 и 7-и жильные), имеющие различное электрическое сопротивление, для преодоления которого необходимо иметь повышенное напряжение.

Модуль формирования резонансной частоты обеспечивает быстрый автоматический поиск частоты резонанса с шагом в 1 Гц с обратной связью по потребляемому току с учетом большого количества пьезопакетов и поддерживает ее в автоматическом режиме.

Характеристики пьезопакетов, в том числе резонансная частота, зависят от внешнего воздействия, поэтому автоматическое поддержание резонансной частоты гарантирует работу излучателя в максимально эффективном режиме в конкретных условиях применения.

Модуль формирования импульсных сигналов формирует сигналы с максимальным напряжением и резонансной частотой и передает эти импульсы в скважинный излучатель. Модули работают поочередно по времени. Периодичность их работы задается оператором и поддерживается автоматически контроллером.

Скважинный акустический прибор имеет модульную конструкцию (фиг. 3). Состоит из отдельных резонаторов с пьезоэлектрическими пакетами. Вместо пьезоэлектрических пакетов могут использоваться магнитострикционные преобразователи. С одного конца излучателя имеется головка для присоединения к кабельному наконечнику, а с другого конца - направляющая головка конусообразной формы. За счет изменения количества резонаторов он может изготавливаться длиной 1,0-2,0 метра. Такая конструкция позволяет создать равномерное поле излучений по всей длине прибора. Причем каждый резонатор обеспечивает интенсивность излучения 3 Вт/см2. Излучатель потребляет напряжение до 800 B.

Излучатели изготавливаются диаметром 44 и 52 мм. В зависимости от длины и диаметра излучателей их потребляемая мощность может составлять 1-4 кВт.

Схематично конструкция резонатора представлена на фиг. 4. Он состоит из корпуса для размещения пьезопакетов и галтелей, которые зажимают пьезопакет в корпусе. Галтели также обеспечивают соединение корпусов пьезопакетов между собой, тем самым создавая модульную конструкцию излучателя. В галтелях и пьезопакетах имеются осевые отверстия, через которые проходят электрические провода. Все внутренние пустоты резонатора заполняются специальной пастой типа HTSR, которая выполняет как функцию электроизолятора, так и функцию теплоотвода.

Так как диаметр излучателя маленький, то пьезопакет располагается вдоль его оси. Пьезоэлементы (из которых состоит пьезопакет) излучают, в зависимости от используемого материала, до 80% энергии в осевом направлении и до 20% в радиальном. Для обеспечения высокой эффективности излучателя энергия излучения максимально должна быть направлена в радиальном направлении и минимально в осевом направлении. Для переориентации осевого излучения пьезопакета в радиальное на галтелях делаются скосы. А для максимального использования энергии радиального излучения пьезопакета на корпусе делаются продольные пазы, которые увеличивают поперечную податливость корпуса.

Конструкция резонаторов формируется таким образом, чтобы при резонансной частоте пьезопакетов резонаторы излучали акустические волны частотой порядка 20 кГц.

Вместо пьезокерамических преобразователей электрической энергии в ультразвуковые колебания можно использовать преобразователи магнитострикционного типа. Так как его также придется размещать вдоль оси, и он большую часть своей энергии будет излучать в осевом направлении, то все конструктивные решения для переориентации осевого излучения в радиальное будут также актуальны.

В патентуемом способе используется струйный насос, имеющий осевое отверстие для прохождения скважинного излучателя. Отверстие герметично закрыто вставкой, которая при этом позволяет свободно перемещаться геофизическому кабелю. Отверстия могут быть выполнены диаметром 52 и 60 мм. Это необходимо для применения излучателей различного диаметра при использовании на скважине НКТ различных диаметров.

Способ интенсификации добычи нефти предполагает следующую работу используемых устройств.

В скважину спускается технологическая НКТ (8) с вмонтированным струйным насосом (6), устанавливается пакер (5) ниже струйного насоса. Расстанавливается вспомогательная техника (насосный агрегат типа ЦА-320 и блок долива типа АЦ-10) по утвержденным нормативам. Насосный агрегат (17) подключается трубами подачи высокого давления к НКТ через задвижку с обратным клапаном (11). Блок долива с жидкостью подключается шлангами линии слива к приемному штуцеру насосного агрегата (17), а приемным штуцером к затрубной задвижке (9). Ультразвуковой генератор (15), размещенный в геофизическом подъемнике (16), подключается к геофизическому кабелю (14). На геофизическом подъемнике (16) вывешиваются ролики (13), протягивается геофизический кабель (14). Скважинный акустический излучатель (2) подключается к геофизическому кабелю и спускается в НКТ через устьевой герметизатор (12) и струйный насос (6) к нижней границе зоны перфорации. Геофизический кабель в струйном насосе герметизируется вставкой (7). При помощи насосного агрегата (17) через НКТ к струйному насосу подается рабочая жидкость (техническая вода). Обеспечивается циркуляция рабочей жидкости через струйный насос и откачка флюида из подпакерной зоны в блок долива (18). В подпакерной зоне создается депрессия.

Включается ультразвуковой генератор (15) и после прохождения внутренней диагностики подает напряжение на скважинный излучатель. В ультразвуковом генераторе определяется резонансная частота, после чего начинается обработка ультразвуковыми волнами зоны перфорации. Обработка происходит последовательно в постоянном и импульсном режимах с периодом, задаваемым оператором.

Депрессия обеспечивает вынос продуктов разрушения кольматанта из скважины и призабойной зоны пласта (1), и далее происходит их откачка струйным насосом в блок долива. Одновременно происходит освоение скважины за счет вызова притока из пласта.

Обработка зоны перфорации начинается с нижнего участка в течение примерно 1 часа, затем излучатель перемещается выше на расстояние его длины. Таким образом происходит обработка всего участка зоны перфорации и призабойной зоны. По исходным геофизическим данным определяются зоны заводнения, которые исключаются из обработки. Этим обеспечивается ограничение водопритока.

Обработка призабойной зоны может вестись как на основании данных по характеристикам пласта и истории скважины, так и по объективным показателям геофизического прибора (2), который крепится к ультразвуковому излучателю. Геофизический скважинный прибор предназначен для осуществления привязки к зоне перфорации и осуществления контроля процесса обработки ПЗП с целью корректировки режимов обработки в реальном масштабе времени, что существенно повышает процент успешности операций. В процессе обработки по геофизическому прибору контролируются давление, температура, влажность и приток. На основании этих показателей корректируется время и режимы обработки того или иного интервала зоны перфорации.

После завершения обработки прекращается работа струйного насоса (отключается насосный агрегат) и стравливается остаточное избыточное давление в НКТ, производится подъем погружных приборов из скважины и отсоединение их от геофизического кабеля. Отключаются насосный агрегат и блок долива, демонтируется устьевой герметизатор. Вся спецтехника и оборудование отключаются от технологических разъемов и переводятся в положение для транспортировки.

Пример конкретной реализации предлагаемого способа не исключает других вариантов его осуществления в объеме формулы изобретения.

Источники информации

1. Патент № RU 2162519, Способ акустической обработки продуктивной зоны скважины и устройство для его реализации, 2001 г.

2. Кузнецов О.Л., Ефимова С.А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. – М.: Недра, 1983, 193 с.

3. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М., Чилингар Дж. Физические основы вибрационного и акустического воздействия на нефтегазовые пласты, 2001, 260 с.

4. Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Курьянов Ю.А. и др. Сейсмоакустика пористых и трещиноватых геологических сред, 2007, 432 с.

5. Кикучи Е. Ультразвуковые преобразователи, 1972, 424 с.

6. Агранат Б.А., Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука, 1987, 352 с.

7. Патент № RU 2215126, Способ восстановления и поддержания продуктивности скважины, 2002 г.

8. Патент № RU 2392422, Способ добычи нефти с использованием энергии упругих колебаний и установка для его осуществления, 2009 г.

1. Способ интенсификации добычи нефти, включающий размещение в скважине на рабочей глубине скважинного аппарата, соединенного с наземным источником, возбуждение упругих колебаний разных частот, отличающийся тем, что разрушают загрязняющие продукты из призабойной зоны нефтяного пласта и стимулируют к нефтеотдаче путем периодического воздействия на призабойную зону полем упругих колебаний ультразвукового диапазона в постоянном режиме и импульсным акустическим низкочастотным воздействием с одновременным удалением загрязняющих продуктов из призабойной зоны нефтяного пласта путем создания разреженного пространства в зоне перфорации скважины и выноса этих продуктов из скважины струйным насосом, причем в постоянном режиме воздействие осуществляют высокочастотным колебанием ультразвукового диапазона 16-25 кГц, а в импульсном режиме воздействие осуществляют с частотой 1-50 Гц, при этом воздействие на зону перфорации начинают с нижнего участка с последующим перемещением выше.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрушение загрязняющих продуктов и стимулирование к нефтеотдаче осуществляют посредством излучателя пьезокерамического типа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разрушение загрязняющих продуктов и стимулирование к нефтеотдаче осуществляют посредством излучателя магнитострикционного типа.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку зоны пласта производят по времени, в течение 60 минут с периодическим переключением по времени, через 10 минут, с постоянного режима на импульсный.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спускают в скважину вместе с ультразвуковым излучателем геофизический прибор, на основании данных которого производят выбор режимов обработки призабойной зоны.

6. Устройство ультразвуковой интенсификации добычи нефти, содержащее ультразвуковой генератор, кабель, скважинный акустический излучатель, отличающееся тем, что дополнительно содержит наземный насосный агрегат высокого давления и блок долива с жидкостью, при этом наземный насосный агрегат высокого давления подключен трубами подачи высокого давления к НКТ через задвижку с обратным клапаном, а блок долива с жидкостью подключен шлангами линии слива к приемному штуцеру насосного агрегата, а приемным штуцером к затрубной задвижке, причем в технологической насосно-компрессорной трубе дополнительно установлен струйный насос, при этом струйный насос выполнен с осевым отверстием для прохождения скважинного излучателя, при этом осевое отверстие герметично закрыто вставкой, которая при этом позволяет свободно перемещаться геофизическому кабелю, а скважинный ультразвуковой излучатель выполнен магнитострикционного типа или выполнен модульной конструкцией, состоящей из резонаторов с пьезоэлектрическими пакетами.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что скважинный ультразвуковой излучатель выполнен диаметром 44 мм.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что скважинный ультразвуковой излучатель выполнен диаметром 52 мм.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что скважинный ультразвуковой излучатель соединен с геофизическим прибором, который посредством геофизического кабеля соединен с каротажным регистратором.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что скважинный ультразвуковой излучатель выполнен длиной 1,0-2,0 метра.

11. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что скважинный ультразвуковой излучатель выполнен пьезокерамического типа.

12. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что резонатор скважинного ультразвукового излучателя обеспечивает интенсивность излучения 3 Вт/см2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для снижения асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутрискважинном оборудовании и разрушения водонефтяной эмульсии в скважине при эксплуатации скважины, добывающей высоковязкую нефть.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для заблаговременной дегазации угольных пластов любой стадии метаморфизма, а также других полезных ископаемых, подлежащих или находящихся в разработке подземным (шахтным) способом.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для испытания и освоения глубоких скважин с близкорасположенными продуктивными пластами, а также в многопластовом разрезе, преимущественно на ачимовские или юрские отложения.

Группа изобретений относится к способам и системам для выполнения работ на буровой, в частности к способам и системам для выполнения работ по интенсификации вдоль ствола скважины.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для снижения асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутрискважинном оборудовании и разрушения водонефтяной эмульсии в скважине при эксплуатации скважины, добывающей высоковязкую нефть.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в телеметрических системах в качестве устройства для передачи измеренной забойной информации в процессе бурения по гидравлическому каналу связи на поверхность.

Изобретение относится к оборудованию для освоения и ремонта нефтяных и газо-конденсатных скважин и предназначено для повышения нефтеотдачи нефтяных и газо-конденсатных пластов при эксплуатации нефтедобывающих скважин.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твёрдых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для увеличения нефтеотдачи продуктивных пластов при разработке месторождений высоковязкой нефти и промышленных битумов с использованием метода парогравитационного дренажа.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено при разработке нефтематеринских коллекторов с применением управляемого многостадийного гидравлического разрыва пласта (МГРП).

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для снижения асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутрискважинном оборудовании и разрушения водонефтяной эмульсии в скважине при эксплуатации скважины, добывающей высоковязкую нефть.

Изобретение относится к газонефтедобывающей отрасли, а именно к разработке залежей с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов в низкопроницаемых пластах. Технический результат - повышение коэффициентов извлечения углеводородов: газоотдачи, конденсатоотдачи, нефтеотдачи, а также продуктивности добывающих скважин.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к процессам формирования водогазовой смеси для закачки ее в нагнетательную скважину и может быть использовано для повышения производительности нефтедобычи.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для снижения асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО) на внутрискважинном оборудовании и разрушения водонефтяной эмульсии в скважине при эксплуатации скважины, добывающей высоковязкую нефть.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к способам разработки нефтяной залежи с нагнетанием газа путем перепуска его из других объектов данного пласта или соседних месторождений углеводородов.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к технологии строительства глубоких скважин. Техническим результатом является повышение точности расчета максимальной длины горизонтального ствола для конкретного типа трещинного коллектора и углеводородной системы.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Группа изобретений относится к обработке окружающей скважину среды для интенсификации притока. Технический результат – повышение эффективности обработки.

Способ может быть использован на предприятиях газодобывающей, газоперерабатывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, входящих в единый технико-экономический региональный кластер.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твердых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.
Наверх