+

RU2663770C1 - Impacting bottom area method - Google Patents

Impacting bottom area method Download PDF

Info

Publication number
RU2663770C1
RU2663770C1 RU2017108603A RU2017108603A RU2663770C1 RU 2663770 C1 RU2663770 C1 RU 2663770C1 RU 2017108603 A RU2017108603 A RU 2017108603A RU 2017108603 A RU2017108603 A RU 2017108603A RU 2663770 C1 RU2663770 C1 RU 2663770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
well
pulses
interelectrode
breakdown
Prior art date
Application number
RU2017108603A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Федорович Пащенко
Леонид Ефимович Круковский
Александр Федорович Пащенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2017108603A priority Critical patent/RU2663770C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2663770C1 publication Critical patent/RU2663770C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T9/00Spark gaps specially adapted for generating oscillations

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 And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: invention relates to means for generating seismic energy, for example, elastic vibrations in oil reservoirs, in particular to impact devices on the bottomhole well zone and oil saturated beds during hydrocarbon production. Method of impact on the bottomhole zone is that electrodes are installed in the interelectrode space. Then, a high-voltage pulse is applied to the electrodes, forming an electric arc between them and, thus, breakdown of the interelectrode gap and obtaining a plasma channel between the electrodes to form electrical discharges in the liquid medium of the well. In this case, the interelectrode space is ionized. Breakdown of the interelectrode space is made by high voltage pulses, repeated by signals of piezoelectric sensors. And the breakdown energy of the interelectrode gap is used to restore the ionized layer destroyed by the discharge. In this case, the pulses are fed in time with the oscillatory process that occurs in the well.EFFECT: increased well flow rate at the production stage, providing the fastest and least labor-intensive output of the product to the maximum production and improved reliability of the system.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к средствам генерирования сейсмической энергии, например упругих колебаний в нефтеносных пластах, в частности к средствам ударного воздействия на призабойную зону скважин и нефтенасыщенные пласты при добыче углеводородов.The invention relates to means for generating seismic energy, for example, elastic vibrations in oil-bearing formations, in particular to means for impacting the bottom-hole zone of wells and oil-saturated formations during hydrocarbon production.

Из уровня техники известен способ ударного воздействия на призабойную зону скважины путем создания депрессионно-репрессионных импульсов давления в гидросреде (RU RU 2248591 (13) С2, 20.05.2005).The prior art method of impact on the bottom-hole zone of a well by creating depressive-repressive pressure pulses in a hydraulic medium (RU RU 2248591 (13) C2, 05.20.2005).

Недостатком известного технического решения является сложность исполнения и ограниченные возможности применения известного способа.A disadvantage of the known technical solution is the complexity of execution and the limited possibilities of using the known method.

В качестве прототипа выбран известный способ ударного воздействия на призабойную зону, заключающийся в том, что в призабойной зоне в полости скважины, устанавливают электроды, разделенные зазором и снабженные металлической проволокой, замыкающей электроды, устройством подачи указанной проволоки на электроды и систему генерации импульсов напряжения, обеспечивая, тем самым, нагрев проволоки, ее взрыв и образование плазменного канала между электродами с последующим образованием ударной волны, которая распространяется внутри скважины, электроды, (RU 2373386 С1, 20.11 2009).As a prototype, the known method of impact on the bottom-hole zone is selected, which consists in the fact that in the bottom-hole zone in the well cavity, electrodes are installed, separated by a gap and equipped with a metal wire that closes the electrodes, a device for supplying this wire to the electrodes and a voltage pulse generation system, providing thereby heating the wire, its explosion and the formation of a plasma channel between the electrodes, followed by the formation of a shock wave that propagates inside the well, electrodes, (RU 2373386 C1, November 20, 2009).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что он имеет ограниченные возможности по созданию необходимого динамического режима, что снижает дебет добычи. Кроме того, проволока и система ее подачи в зазор являются ненадежными элементами в устройстве, реализующем данный способ.A disadvantage of the known technical solution is that it has limited ability to create the necessary dynamic mode, which reduces production debit. In addition, the wire and its filing system in the gap are unreliable elements in the device that implements this method.

Задача изобретения заключается в повышении дебита из скважины на стадии добычи, обеспечивающего быстрый и с наименьшими трудозатратами выход продукта на максимальные показатели и повышение надежности работы системы.The objective of the invention is to increase the flow rate from the well at the production stage, which provides a quick and with minimal labor output of the product at maximum performance and increasing the reliability of the system.

Технический результат состоит в том, чтобы формировать резонансные колебания в элементах системы «скважина - призабойная зона - пласты», обеспечивающие освобождение поровых каналов призабойной зоны и перфорационных отверстий от кольматирующих веществ и созданию необходимого динамического режима наведение в пластах волновой картины для повышения дебита по всей мощности пласта; улучшение фильтрационных свойств призабойной зоны.The technical result is to form resonant vibrations in the elements of the system “well - bottomhole zone - formations”, which ensure the release of pore channels of the bottomhole zone and perforation holes from clogging substances and create the necessary dynamic mode of inducing a wave pattern in the formations to increase flow rate over the entire power formation; improvement of the filtration properties of the bottomhole zone.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в межэлектродное пространство, в которое устанавливают электроды, а на электроды подают импульс высокого напряжения, формируя между ними электрическую дугу и производя, таким образом, пробой межэлектродного промежутка и получение плазменного канала между электродами с образованием электрических разрядов, в жидкой среде скважины, согласно изобретению, межэлектродное пространство ионизируют, а пробой межэлектродного пространства производят, повторяющимися, по сигналам пьезодатчиков, импульсами высокого напряжения.The specified technical result is achieved due to the fact that a high voltage pulse is applied to the interelectrode space into which the electrodes are installed, and an electric arc is generated between them and, thus, breaks the interelectrode gap and produces a plasma channel between the electrodes with the formation of electric discharges , in the liquid medium of the well, according to the invention, the interelectrode space is ionized, and the breakdown of the interelectrode space is carried out, repeating, according to the signals odatchikov, high voltage pulses.

Указанный технический результат достигается также и за счет того, что энергию электрических разрядов используют для восстановления разрушенного разрядом ионизированного слоя.The specified technical result is also achieved due to the fact that the energy of electric discharges is used to restore the ionized layer destroyed by the discharge.

Указанный технический результат достигается также и за счет того, что в системе произвольно меняют в определенных пределах частоту импульсов разрушения.The specified technical result is also achieved due to the fact that the frequency of the destruction pulses is randomly changed within certain limits in the system.

Указанный технический результат достигается также и за счет того, что в системе используется микропроцессор, управляющий процессом подачи высоковольтных импульсов по сигналам пьезодатчиков.The specified technical result is also achieved due to the fact that the system uses a microprocessor that controls the process of supplying high-voltage pulses by the signals of the piezoelectric sensors.

Указанный технический результат достигается также и за счет того, что подача импульсов производится в такт с колебательным процессом, возникающим в скважине.The specified technical result is also achieved due to the fact that the supply of pulses is performed in time with the oscillatory process that occurs in the well.

Указанный технический результат может быть достигнут и за счет того, что высоковольтные импульсы подаются в зависимости от результатов полученных от предыдущих импульсов.The specified technical result can be achieved due to the fact that high-voltage pulses are supplied depending on the results obtained from previous pulses.

Указанный технический результат может быть достигнут и за счет того, что импульсы подаются сериями по несколько включений источника высокого напряжения.The specified technical result can be achieved due to the fact that the pulses are supplied in series of several inclusions of the high voltage source.

Ионизация межэлектродного пространства дает возможность избавится от проволочного механизма, что повышает надежность системы, а пробой межэлектродного пространства повторяющимися, по сигналам пьезодатчиков импульсами высокого напряжения обеспечивает более высокий результат по повышению дебита из скважины.The ionization of the interelectrode space makes it possible to get rid of the wire mechanism, which increases the reliability of the system, and the breakdown of the interelectrode space by repeated high voltage pulses from the piezoelectric sensors provides a higher result in increasing the flow rate from the well.

Использование энергии взрыва для восстановления разрушенного разрядом ионизированного слоя позволяет многократно повторять процесс пробоя межэлектродного пространства.Using the energy of the explosion to restore the ionized layer destroyed by the discharge allows repeatedly repeating the process of breakdown of the interelectrode space.

Произвольное изменение в определенных пределах частоты импульсов разрушения дает оператору возможность влиять на работу системы.An arbitrary change within certain limits of the frequency of the destruction pulses gives the operator the opportunity to influence the operation of the system.

Использование в системе микропроцессора, срабатывающего по сигналам пьезодатчика, упрощает работу оператора.The use of a microprocessor in the system, triggered by the signals of the piezoelectric sensor, simplifies the work of the operator.

Подача импульсов в такт с колебательным процессом, возникающим в скважине способствует глубокому проникновению сейсмоакустической волны в пласт и созданию в пласте резонансных процессов, повышающих дебет продукта.The supply of pulses to the beat with an oscillatory process occurring in the well contributes to the deep penetration of the seismic-acoustic wave into the formation and the creation of resonance processes in the formation that increase the debit of the product.

Подача высоковольтных импульсов в зависимости от результатов полученных от предыдущих импульсов позволяет оптимизировать процесс добычи продукта.The supply of high voltage pulses, depending on the results obtained from previous pulses, allows you to optimize the production process of the product.

Подача импульсов сериями по несколько включений источника высокого напряжения способствует повышению продуктивности разрушения кольматирующих веществ и получению притока флюида в добывающую скважину повышающего приемистость пласта.The supply of pulses in series of several inclusions of a high-voltage source contributes to an increase in the productivity of the destruction of clogging substances and to the flow of fluid into the production well increasing the injectivity of the formation.

Перечень фигур чертежей:The list of drawings:

Фиг. 1 Излучатель источника электрогидроимпульсного разряда с установленными в нем ионизирующими электродами.FIG. 1 Emitter of an electrohydropulse discharge source with ionizing electrodes installed in it.

Фиг. 2 Схема управления подачей высоковольтных импульсов.FIG. 2 Control circuit for the supply of high voltage pulses.

Фиг. 3 Принципиальная электрическая схема ионизатора.FIG. 3 Schematic diagram of the ionizer.

Фиг. 4 Микропроцессорная система управления.FIG. 4 Microprocessor control system.

Устройство, для ударного воздействия на призабойную зону согласно предлагаемому способу выполнено следующим образом. Источник упругих колебаний состоит из скважинного снаряда (на фиг. не показан), опускаемого в скважину на каротажном кабеле. В скважинном снаряде расположены разрядное устройство и накопитель энергии разрядного устройства, устройство подачи силовых импульсов и устройство питания ионизатора. Кроме того, в стенку скважины вставлен сейсмический датчик (на фиг. не показан). Разрядное устройство примыкает к скважинному снаряду и смонтировано в виде трубчатого корпуса 1 с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра скважины, и установлено в гидросреде, в полости скважины. Разрядное устройство содержит внешний электрод 2 и подвижный внутренний электрод 3, расположенные навстречу друг другу (фиг. 1). В свою очередь внутренний электрод 3 опирается на внешнюю сторону неподвижной заглушки 4. Иными словами, неподвижная заглушка 4 является составной частью подвижного электрода 3. Внутренняя сторона заглушки является опорой для фланца 5 трубчатого корпуса 1. Внутрь трубчатого корпуса 1 входит труба 6, которая с помощью распорного кольца 7 жестко закреплена внутри трубчатого корпуса 1. Трубчатый корпус 1 содержит обширные окна (на фиг. не нарисованы). Эти окна расположены в области межэлектродного пространства на уровне электродов 2 и 3 и необходимы для свободного прохождения взрывной волны от межэлектродного пространства в призабойную скважину. В свою очередь, заглушка 4 снабжена внутренним кольцом 8, соединенным с внешним кольцом четырьмя ребрами (на фиг. не показаны), радиально расходящимися от внутреннего кольца 8 к внешнему. Таким образом, в заглушке также образованы окна, обеспечивающие свободное прохождение взрывной волны от электродов 2 и 3. Внутрь трубы 6 входит промежуточная подвижная трубка 9. Между фланцем 5 и внутренним концом трубки 9 вокруг трубки 9 установлена силовая пружина сжатия 10. Пружина сжатия одной стороной упирается во внутреннюю поверхность фланца 5, а другой стороной упирается в край промежуточной трубки 7. В свою очередь внутренняя трубка 6 одним своим краем входит внутрь промежуточной трубки 7, которая с помощью распорного кольца 8 жестко закреплена внутри трубчатого корпуса 1. Верхняя часть трубки 7 снабжена крышкой 11. выполненной в виде плоского цилиндра с четырьмя ребрами (на фиг. не показаны), радиально расходящимися от центра крышки 11 и сходящимися на внешнем кольце крышки 11. В центральной части крышки 11 на ее оси прочно установлен круглый стержень 12. Стержень 12 проходит через сальник (на фиг. не обозначен) по оси внутрь отдельного замкнутого цилиндрического корпуса 13 меньшего диаметра, чем трубчатый корпус 1. На стержне 12 прочно закреплен штифт 14. В стенках цилиндрического корпуса 13 на штифтах 15 установлены пьезоэлементы 16 и 17. Расстояние между обращенными навстречу друг другу пьеэлементами 16 и 17 равно зазору между электродами 2 и 3. Штифты 15 обладают некоторой гибкостью, а внутренняя часть цилиндрического корпуса 13 заполнена диэлектрической жидкостью. На внутренних стенках трубы 1 между электродами 2 и 3 расположен ионизатор, состоящий из ионизирующих электродов 18 и 19. Электроды 18 и 19 установлены с противоположных сторон в параллельных лоскостях на диэлектрических пластинах, соответственно 20 и 21. Расстояние между остриями ионизирующих электродов выбирается из условий создания устойчивого коронного разряда в локальных областях, находящегося между двумя противоположными ионизирующими остриями, и с максимальной возможной производительностью ионов.A device for impact on the bottomhole zone according to the proposed method is as follows. The source of elastic vibrations consists of a downhole tool (not shown in Fig.), Lowered into the well on a wireline cable. In the downhole tool there is a discharge device and energy storage device, a device for supplying power pulses and an ionizer power device. In addition, a seismic sensor (not shown in FIG.) Is inserted into the borehole wall. The discharge device is adjacent to the downhole tool and mounted in the form of a tubular body 1 with an external diameter smaller than the internal diameter of the well, and is installed in the hydraulic medium in the well cavity. The discharge device comprises an external electrode 2 and a movable internal electrode 3, located towards each other (Fig. 1). In turn, the inner electrode 3 rests on the outside of the fixed plug 4. In other words, the fixed plug 4 is an integral part of the movable electrode 3. The inner side of the plug is a support for the flange 5 of the tubular body 1. Inside the tubular body 1 includes a pipe 6, which the spacer ring 7 is rigidly fixed inside the tubular body 1. The tubular body 1 contains extensive windows (not shown in Fig.). These windows are located in the area of the interelectrode space at the level of electrodes 2 and 3 and are necessary for the free passage of the blast wave from the interelectrode space into the bottom hole. In turn, the plug 4 is provided with an inner ring 8 connected to the outer ring by four ribs (not shown in FIG.) Radially diverging from the inner ring 8 to the outer one. Thus, windows are also formed in the plug that allow free passage of the blast wave from the electrodes 2 and 3. An intermediate movable tube 9 is inserted inside the pipe 6. A compression spring 10 is installed around the tube 9 between the flange 5 and the inner end of the tube 9. One compression spring abuts against the inner surface of the flange 5, and the other side abuts against the edge of the intermediate tube 7. In turn, the inner tube 6, with one of its edges, enters the intermediate tube 7, which is rigidly behind replen inside the tubular body 1. The upper part of the tube 7 is provided with a cap 11. made in the form of a flat cylinder with four ribs (not shown in Fig.), radially diverging from the center of the cap 11 and converging on the outer ring of the cap 11. In the central part of the cap 11 its axis, the round rod 12 is firmly mounted. The rod 12 passes through the gland (not shown in FIG.) along the axis inward of a separate closed cylindrical body 13 of smaller diameter than the tubular body 1. A pin 14 is firmly fixed to the rod 12. In the walls of the cylindrical rpusa 13 on pins 15 mounted piezo elements 16 and 17. The distance between facing each other peelementami 16 and 17 is equal to the gap between the electrodes 2 and 3. The pins 15 have some flexibility, but the inner part of the cylindrical body 13 is filled with dielectric fluid. On the inner walls of the pipe 1 between the electrodes 2 and 3 there is an ionizer consisting of ionizing electrodes 18 and 19. The electrodes 18 and 19 are mounted on opposite sides in parallel planes on the dielectric plates, respectively 20 and 21. The distance between the tips of the ionizing electrodes is selected from the conditions of creation stable corona discharge in local areas located between two opposite ionizing tips and with the maximum possible ion productivity.

Для обеспечения нормального функционирования в схеме должны быть предусмотрены источник высокого напряжения, прилагаемого к электродам 2 и 3, с зарядным устройством с накопителем энергии фиг. 2. Зарядное устройство состоит из высоковольтного трансформатора 22, выпрямителя 23, ограничительного сопротивления 24, накопителя энергии 25, разрядного устройства в виде разрядника 26 с пусковым электродом 27 и блоком формирования импульсов 28. Для запуска разрядника 26 применен повышающий трансформатор 29 и реле 30 для переключения жил кабеля 31, и пояс Роговского 32. Последний предназначен для регистрации тока в разрядном контуре накопительных конденсаторов, который одновременно используется в качестве формирователя электрического сигнала для счетчика рабочих импульсов. Применение пояса Роговского позволяет также контролировать амплитуду тока разрядного контура и соответственно эффективность работы устройства в целом.To ensure normal operation, the circuit must be provided with a high voltage source applied to the electrodes 2 and 3, with a charger with energy storage of FIG. 2. The charger consists of a high-voltage transformer 22, a rectifier 23, a limiting resistance 24, an energy storage device 25, a discharge device in the form of a spark gap 26 with a start electrode 27 and a pulse shaping unit 28. A boost transformer 29 and a relay 30 are used to start the spark gap 26 the cores of cable 31, and the Rogowski belt 32. The latter is designed to record current in the discharge circuit of storage capacitors, which is simultaneously used as an electric signal shaper for counter working pulses. The use of the Rogowski belt also allows you to control the current amplitude of the discharge circuit and, accordingly, the overall performance of the device.

Электропроводящие жилы кабеля 31 подсоединены к клеммам 33, 34 и 35, а броня - к клемме 36 разъема.The conductors of cable 31 are connected to terminals 33, 34 and 35, and the armor to terminal 36 of the connector.

В качестве схемы для ионизатора используется источник высокого напряжения, выполненный на основе мультивибратора 37, построенного на транзисторах VT1 и VT2 (фиг. 3). Частота мультивибратора меняется с помощью подстроечного резистора 38 в пределах от 30 до 60 кГц. От мультивибратора импульсы поступают на преобразователь напряжения 39, построенном на двух транзисторах VT3, VT4, и трансформаторе 40. При изменении частоты меняется выходное напряжение на выходе преобразователя. Если уменьшать частоту, то выходное напряжение будет расти. Далее высокое напряжение (порядка 2.5 кВ) с вторичной обмотки трансформатора 40 идет на вход умножителя, собранного на конденсаторах 41 (С8-С13) и диодах 42 (VD5-VD10). Затем напряжение подается непосредственно на острия 18 и 19. Один вывод вторичной обмотки трансформатора 40 подключен к минусу устройства. Расстояние между электродами подбирается индивидуально. Чтобы предотвратить систему от возникновения между электродами 18, 19 и другими элементами конструкции слишком большой разности потенциалов используются резисторы. Чтобы не пробило вторичную обмотку трансформатора 40, в системе предусмотрен разрядник 43. Схема питания построена на реактивном емкостном сопротивлении. Она состоит из стабилитрона 44 (VD2), конденсаторов 45 (С1, С2), диодного моста 46 (VD1) и резистора 47. В качестве диода можно использовать КЦ106Г или КЦ123. Напряжение на схему ионизатора подается от однофазного трансформатора 48. Электрические схемы фиг. З и фиг. 2 должны быть развязаны, т.е. не содержать общих точек. Ионизатор может ионизировать пространство между электродами, как в воздушной, так и в жидкой среде путем регулирования частоты импульсов.As a circuit for the ionizer, a high voltage source is used, made on the basis of a multivibrator 37, built on transistors VT1 and VT2 (Fig. 3). The multivibrator frequency is changed using the tuning resistor 38 in the range from 30 to 60 kHz. From the multivibrator, the pulses are fed to a voltage converter 39, built on two transistors VT3, VT4, and a transformer 40. When the frequency changes, the output voltage at the converter output changes. If you reduce the frequency, the output voltage will increase. Next, a high voltage (of the order of 2.5 kV) from the secondary winding of the transformer 40 goes to the input of the multiplier assembled on capacitors 41 (C8-C13) and diodes 42 (VD5-VD10). Then the voltage is supplied directly to the tips 18 and 19. One terminal of the secondary winding of the transformer 40 is connected to the minus of the device. The distance between the electrodes is selected individually. To prevent the system from occurring between the electrodes 18, 19 and other structural elements of an excessively large potential difference, resistors are used. In order not to break through the secondary winding of the transformer 40, a spark gap 43 is provided in the system. The power supply circuit is built on reactive capacitance. It consists of a zener diode 44 (VD2), capacitors 45 (C1, C2), a diode bridge 46 (VD1) and a resistor 47. As a diode, KTs106G or KTs123 can be used. Voltage is supplied to the ionizer circuit from a single-phase transformer 48. The electrical circuits of FIG. 3 and FIG. 2 must be untied, i.e. do not contain common points. The ionizer can ionize the space between the electrodes, both in air and in a liquid medium by controlling the frequency of the pulses.

Система управления содержит микропроцессор 49 (фиг.4), на который подаются сигналы от, датчика подачи высоковольтного напряжения на электроды 2, 3, связанного с поясом Роговского 32, пьезоэлектрических датчиков 16 и 17 и сейсмодатчика 50 вмонтированного в стенку скважины. Последний предназначен для определения направления движения колебательного процесса. В схеме имеется также счетчик импульсов (на фиг. не показан). Микропроцессор 49 снабжен блоком управления 51, рукояткой управления 52 и включателем 53. Система управления с микропроцессором 49 находятся на пульте управления оператора. Рукоятка управления имеет несколько фиксированных позиций имеющих обозначения количества импульсов включения источника высокого напряжения.The control system contains a microprocessor 49 (Fig. 4), to which signals are supplied from a high-voltage voltage supply sensor to the electrodes 2, 3 connected to the Rogowski belt 32, piezoelectric sensors 16 and 17, and a seismic sensor 50 mounted in the borehole wall. The latter is intended to determine the direction of motion of the oscillatory process. The circuit also has a pulse counter (not shown in FIG.). The microprocessor 49 is equipped with a control unit 51, a control handle 52 and a switch 53. The control system with microprocessor 49 are located on the operator’s control panel. The control handle has several fixed positions with the designation of the number of pulses for switching on the high voltage source.

Способ ударного воздействия на призабойную зону действует следующим образом. В межэлектродное пространство на электроды 18 и 19 (фиг. 1) от электрической схемы ионизатора (фиг. 4) поступает напряжение от источника высокого импульсного напряжения, за счет чего межэлектродное пространство заполняется ионами азота, кислорода и ионами других элементов, присутствующих в пространстве скважины между электродами.The method of impact on the bottom-hole zone is as follows. In the interelectrode space on the electrodes 18 and 19 (Fig. 1) from the electric circuit of the ionizer (Fig. 4), voltage is supplied from a source of high pulse voltage, due to which the interelectrode space is filled with ions of nitrogen, oxygen and ions of other elements present in the well space between electrodes.

Для начала процесса необходимо нажать на включатель схемы управления на рукоятке 52 микропроцессора 49 (фиг. 4). Затем сигнал по жиле 35 каротажного кабеля 31 подается электрический сигнал на катушки реле Р, контакты которого переключают соответствующие, проводники 33, 34, 35, 36, идущие от кабеля: 31. После этого по проводнику 33 подается пусковой сигнал на вход блока формирования импульса запуска 28. Он повышается с помощью трансформатора 29. После срабатывания разрядника 27 импульс высокого напряжения подается на электроды 2, 3, который подпитывается в накопителе энергии 25. При подаче импульса высокого напряжения на электроды 2 и 3 между ними возникает электрическая дуга, при этом за счет ионизации межэлектродного воздуха для создания электрической дуги требуется значительно меньшее напряжение. Происходит пробой межэлектродного промежутка, и возникновение плазменного канала между электродами 2 и 3 с образованием электрического разряда в жидкой среде скважины. Ударная волна распространяется внутри скважины. Одновременно энергия взрыва оказывает давление на фланец 5, что заставляет внутреннюю трубу 6 переместиться (фиг. 1). Силовая пружина 12 сжимается. При этом объем межэлектродного пространства увеличивается. За счет притока жидкой среды и продолжающейся работы ионизатора, разрушенная во время электрического пробоя, ионизированная среда восстанавливается. С помощью пружины 12 происходит обратное движение внутренней трубы 6. Процесс сжатия пружины 12 и обратное ее движение длиться несколько микросекунд. За это время происходит новый заряд конденсаторов 25 (фиг. 2). и увеличивается концентрация ионов в межэлектродном пространстве.To start the process, you must press the switch control circuit on the handle 52 of the microprocessor 49 (Fig. 4). Then, the signal along the wire 35 of the wireline cable 31 is supplied with an electrical signal to the relay coils R, the contacts of which switch correspondingly, the conductors 33, 34, 35, 36 coming from the cable: 31. After that, a start signal is sent to the input of the trigger pulse generating unit through conductor 33 28. It rises using a transformer 29. After the spark gap 27 is triggered, a high voltage pulse is supplied to the electrodes 2, 3, which is fed into the energy storage 25. When a high voltage pulse is applied to the electrodes 2 and 3, an electric current arises between them Skye arc, the ionization electrode due to the air to create an electric arc requires a much lower voltage. A breakdown of the interelectrode gap occurs, and the appearance of a plasma channel between the electrodes 2 and 3 with the formation of an electric discharge in the liquid medium of the well. The shock wave propagates inside the well. At the same time, the energy of the explosion exerts pressure on the flange 5, which causes the inner pipe 6 to move (Fig. 1). The power spring 12 is compressed. The volume of interelectrode space increases. Due to the influx of liquid medium and the continued operation of the ionizer, destroyed during electrical breakdown, the ionized medium is restored. Using the spring 12, the reverse movement of the inner pipe 6 occurs. The compression process of the spring 12 and its reverse movement last several microseconds. During this time, a new charge of capacitors 25 occurs (Fig. 2). and the concentration of ions in the interelectrode space increases.

Регистрация разряда производится по уровню сигнала с пояса Роговского 32, установленного в токовой цепи накопительных конденсаторов. Система готова к повторному действию. Продолжение работы возможно в автоматическом режиме, по сигналам датчиков 16, 17 и 50 системы управления (фиг. 4) или по команде оператора. Датчик 50 фиксирует начало движения волны в определенную сторону, согласную с началом нового движения. Этот сигнал усиливается и включает разрядное устройство. При этом микропроцессор определяет время полного цикла движения электрода 3 по результатам расчета времени движения штифта 19 во время его движения от пьезодатчика 16 до датчика 17 и обратно. Если время движения штифта 19 превышает время полуволны сейсмодатчика, то время повторного включений увеличивается соответственно показаниям микропроцессора.The discharge is recorded by the level of the signal from the Rogowski belt 32 installed in the current circuit of the storage capacitors. The system is ready for re-action. Continuation of the operation is possible in automatic mode, according to the signals of the sensors 16, 17 and 50 of the control system (Fig. 4) or at the command of the operator. The sensor 50 detects the beginning of the wave in a certain direction, consistent with the start of a new movement. This signal is amplified and turns on the discharge device. In this case, the microprocessor determines the time of the complete cycle of movement of the electrode 3 according to the results of calculating the time of movement of the pin 19 during its movement from the piezoelectric sensor 16 to the sensor 17 and vice versa. If the movement time of the pin 19 exceeds the half-wave time of the seismic sensor, then the time for repeated switching on increases according to the readings of the microprocessor.

Оператор может оказывать воздействие на пласт в зависимости от результатов предыдущих импульсов, что позволяет повысить продуктивность скважины.The operator can influence the reservoir depending on the results of previous pulses, which allows to increase well productivity.

Подача импульсов в такт с колебательным процессом, возникающим в скважине, позволяет дополнительно повысить продуктивность разрушения кольматирующих веществ, получать приток флюида в добывающую скважину для повышения приемистости пласта.The supply of pulses to the beat with the oscillatory process occurring in the well, allows to further increase the productivity of the destruction of the clogging substances, to receive an influx of fluid into the producing well to increase the injectivity of the formation.

По результатам воздействия на скважину оператор произвольно может менять частоту импульсов разрушения в определенных пределах.Based on the results of exposure to the well, the operator can arbitrarily change the frequency of fracture pulses within certain limits.

Воздействие на пласт в зависимости от результатов предыдущих импульсов позволяет повысить продуктивность скважины.The impact on the reservoir, depending on the results of previous pulses, can increase well productivity.

Моделирование нелинейных процессов, происходящих в продуктивном пласте, позволяет рассматривать залежь как совокупность колебательных систем (нелинейный осциллятор в неравновесной упругой среде), на которую можно воздействовать путем внешних вынужденных колебаний. Важнейшей особенностью неравновесной среды является то, что даже небольшая возмущающая сила может привести к непропорционально большому эффекту (триггерный эффект). Важно, чтобы воздействие было периодическим.Modeling of nonlinear processes occurring in the reservoir allows us to consider the reservoir as a set of oscillatory systems (nonlinear oscillator in a nonequilibrium elastic medium), which can be influenced by external forced oscillations. The most important feature of a nonequilibrium medium is that even a small disturbing force can lead to a disproportionately large effect (trigger effect). It is important that the exposure is periodic.

Как известно расширение плазменного канала и его последующее «схлопывание» по периодическому принципу оказывает на призабойную зону пласта и пласт в целом знакопеременные нагрузки. В результате многократного периодического повторения циклов «репрессия - депрессия» ударные гидравлические волны» давления распространяются по скелету пласта и его пористой среде и изменяют емкостные и фильтрационные свойства пород. Под их влиянием происходит очистка интервалов перфорации от осадков, кольматирующих частиц породы и остатков бурового раствора, его фильтрата, а также выпавших в пористой среде осадков солей и асфальто-смоло-парафиновых образований. Повторяющиеся импульсы давления раскрывают природные трещины коллектора и способствуют образованию новых трещин.As you know, the expansion of the plasma channel and its subsequent “collapse” on a periodic basis exerts alternating loads on the bottom-hole zone of the formation and the formation as a whole. As a result of repeated periodic repetition of cycles “repression - depression”, shock hydraulic waves ”of pressure propagate along the skeleton of the formation and its porous medium and change the capacitive and filtration properties of the rocks. Under their influence, the perforation intervals are cleaned of sediments, mud particles of the rock and mud residues, its filtrate, as well as salts and asphalt-resin-paraffin formations deposited in the porous medium. Repeated pressure pulses reveal natural reservoir cracks and contribute to the formation of new cracks.

Таким образом, нефтяной пласт может рассматриваться в качестве открытой диссипативной нелинейной системы, свободной к самоорганизации и содержащей огромный источник непознанной и потому невостребованной энергии, которая в процессе эксплуатации неразрывно нелинейно связан с добывающими и нагнетательными скважинами.Thus, the oil reservoir can be considered as an open dissipative nonlinear system, free of self-organization and containing a huge source of unknown and therefore unclaimed energy, which during operation is inextricably nonlinearly connected to production and injection wells.

Исходя из изложенного, разработчики способа воздействия на призабойную зону пришли к следующему выводу: чтобы возбудить такую сложную систему на резонансных частотах необходимо иметь широкополосный управляемый скважинный источник периодических упругих колебаний (генератор накачки). Такой источник инициируемых периодических колебаний неизбежно приведет к самоорганизации системы, то есть упорядочению колебаний в пласте, что проявится в появлении одной или нескольких (в случае многослойной системы) квазигармоник, а следовательно к возникновению резонансных явлений.Based on the foregoing, the developers of the method of influencing the bottom-hole zone came to the following conclusion: in order to excite such a complex system at resonant frequencies, it is necessary to have a broadband controlled borehole source of periodic elastic oscillations (pump generator). Such a source of initiated periodic oscillations will inevitably lead to self-organization of the system, i.e., to ordering of oscillations in the formation, which will be manifested in the appearance of one or more (in the case of a multilayer system) quasiharmonics, and consequently, the appearance of resonance phenomena.

Практика показывает, что для получения дополнительного притока флюида в добывающую скважину или повышения приемистости пласта нагнетательной скважины необходимо инициировать серию упругих периодических импульсов по всему рабочему интервалу перфорации, давление которых превышало бы коэффициент закупорки, а скорость распространения этих импульсов способствовала бы увеличению коэффициента пьезопроводности.Practice shows that in order to obtain additional fluid inflow into the production well or to increase the injectivity of the injection well formation, it is necessary to initiate a series of elastic periodic pulses along the entire perforation operating interval, the pressure of which would exceed the plugging coefficient, and the propagation velocity of these pulses would increase the piezoelectric conductivity coefficient.

Особенностью предлагаемой технологии скважинного плазменно-импульсного воздействия является влияние не только на призабойную зону, но и на пласт в целом благодаря глубокому проникновению сейсмоакустической волны в пласт и созданию в пласте резонансных процессов.A feature of the proposed downhole plasma-pulse technology is the influence not only on the bottomhole zone, but also on the formation as a whole due to the deep penetration of the seismic-acoustic wave into the formation and the creation of resonance processes in the formation.

Дальность действия плазменно-импульсного воздействия на пласт при определенных геологических условиях может составлять до 1500-1800 м. Поэтому скважины, находящиеся на обрабатываемом пласте, зачастую воспринимают это воздействие. За счет очистки пор коллектора, образования новых трещин, лучшей отмываемости нефти, повышается подвижность пластового флюида, уменьшается обводненность и увеличивается дебит добываемой продукции обрабатываемой и реагирующих скважин.The range of the plasma-pulsed action on the formation under certain geological conditions can be up to 1500-1800 m. Therefore, wells located on the treated formation often perceive this effect. Due to the cleaning of the pores of the reservoir, the formation of new cracks, and the better washability of the oil, the mobility of the reservoir fluid increases, the water cut decreases, and the production rate of the processed and reactive wells increases.

Claims (3)

1. Способ ударного воздействия на призабойную зону, заключающийся в том, что в межэлектродное пространство устанавливают электроды, затем на электроды подают импульс высокого напряжения, формируя между ними электрическую дугу и производя, таким образом, пробой межэлектродного промежутка и получение плазменного канала между электродами с образованием электрических разрядов в жидкой среде скважины, отличающийся тем, что межэлектродное пространство ионизируют, а пробой межэлектродного пространства производят повторяющимися по сигналам пьезодатчиков импульсами высокого напряжения, причем энергию пробоя межэлектродного промежутка используют для восстановления разрушенного разрядом ионизированного слоя, а подача импульсов производится в такт с колебательным процессом, возникающим в скважине.1. The method of impact on the bottom-hole zone, namely, that electrodes are installed in the interelectrode space, then a high voltage pulse is applied to the electrodes, forming an electric arc between them and, thus, breaking the interelectrode gap and obtaining a plasma channel between the electrodes to form electrical discharges in the liquid medium of the well, characterized in that the interelectrode space is ionized, and the breakdown of the interelectrode space is performed by repeating the signal piezoelectric high voltage pulses, the breakdown energy of the interelectrode gap is used for restoring the destroyed ionized discharge layer and pulsing is performed in time with an oscillatory process occurring in the well. 2.. Способ ударного воздействия по п. 1, отличающийся тем, что для получения повторяющихся по сигналам пьезодатчиков импульсов используется микропроцессор, управляющий процессом.2 .. The impact method according to claim 1, characterized in that a microprocessor that controls the process is used to obtain repetitive pulse signals from the piezoelectric sensors. 3. Способ ударного воздействия по п. 1, отличающийся тем, что импульсы подаются сериями по несколько включений источника высокого напряжения.3. The impact method according to claim 1, characterized in that the pulses are supplied in series of several inclusions of the high voltage source.
RU2017108603A 2017-03-15 2017-03-15 Impacting bottom area method RU2663770C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108603A RU2663770C1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 Impacting bottom area method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108603A RU2663770C1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 Impacting bottom area method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2663770C1 true RU2663770C1 (en) 2018-08-09

Family

ID=63142680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108603A RU2663770C1 (en) 2017-03-15 2017-03-15 Impacting bottom area method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2663770C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705676C1 (en) * 2019-03-04 2019-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" Method of impulse treatment of productive formation at extraction of hydrocarbon raw material and control system, which carries out
RU2749900C1 (en) * 2020-12-29 2021-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Device for bactericidal air treatment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185506C2 (en) * 2000-08-16 2002-07-20 Дочернее общество с ограниченной ответственностью Буровая компания "Бургаз" ОАО "Газпром" Electrohydropulsing downhole device
RU2302053C1 (en) * 2006-01-10 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Controllable spark-gap
RU2373386C1 (en) * 2008-07-01 2009-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation
RU2464402C2 (en) * 2010-12-23 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Electric pulse well drilling method, and drilling bit
WO2013178826A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Total S.A. Improved electric fracturing of a reservoir

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185506C2 (en) * 2000-08-16 2002-07-20 Дочернее общество с ограниченной ответственностью Буровая компания "Бургаз" ОАО "Газпром" Electrohydropulsing downhole device
RU2302053C1 (en) * 2006-01-10 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Controllable spark-gap
RU2373386C1 (en) * 2008-07-01 2009-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС" Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation
RU2464402C2 (en) * 2010-12-23 2012-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Electric pulse well drilling method, and drilling bit
WO2013178826A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Total S.A. Improved electric fracturing of a reservoir

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705676C1 (en) * 2019-03-04 2019-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт технических систем "Пилот" Method of impulse treatment of productive formation at extraction of hydrocarbon raw material and control system, which carries out
RU2749900C1 (en) * 2020-12-29 2021-06-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Device for bactericidal air treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2592313C2 (en) Electric fracturing
RU2392422C1 (en) Method for production of oil with help of elastic vibration energy and facility for its implementation
US9567839B2 (en) Electrical and static fracturing of a reservoir
Timoshkin et al. Plasma channel miniature hole drilling technology
Zhou et al. Generation of electrohydraulic shock waves by plasma-ignited energetic materials: III. Shock wave characteristics with three discharge loads
US20240076963A1 (en) Acoustic stimulation
Liu et al. Energy transfer efficiency improvement of liquid pulsed current discharge by plasma channel length regulation method
RU2630000C2 (en) Advanced electrical hydrolysis of the plaster
CA2910902C (en) Device for cleaning water wells
Lisitsyn et al. Drilling and demolition of rocks by pulsed power
RU2663770C1 (en) Impacting bottom area method
RU2083824C1 (en) Rock crushing method
WO2010114415A1 (en) Method for performing an electrohydraulic action on an oil formation and a device for carrying out said method
Yan et al. Study on breakdown delay characteristics based on high-voltage pulse discharge in water with hydrostatic pressure
RU82764U1 (en) PULSE DRILLING TIP
EP0819207A1 (en) Method for improved water well production
RU2663766C1 (en) Device for impacting bottom area
RU2640846C1 (en) Method and device for recovery of horizontal well production and effect on formation
Bingnana et al. Experimental study on the discharging characteristics of pulsed high-voltage discharge technology in oil plug removal
RU2588086C2 (en) Electric and static fracturing
RU2836799C1 (en) Method of electrohydraulic impact on oil formation
Yan et al. Experimental study on the discharging characteristics of pulsed high-voltage discharge technology in oil plug removal
Che et al. Numerical Simulation of the Effect of Initial Generator Capacitor Voltage on Granite Fragmentation by High Voltage Pulse Discharge
Martin et al. A new formula for predicting the amplitude of the dynamic pressure wave resulting from breakdown in water gap
RU2250957C2 (en) Cast-in-place pile forming method
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载