Система и способ создания переменного потока текучей среды в скважине

Система и способ создания переменного потока текучей среды в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Приоритет данной заявки определяется по датам подачи предварительной патентной заявки США №60/948,346 от 6.07.2007 и патентной заявки США №12/120,633 от 14.05.2008, содержание которых полностью включено в данное описание посредством ссылки на них.

Область техники

Изобретение относится к созданию переменного (осциллирующего) потока текучей среды в скважине.

Теплопереносящая текучая среда (например, пар) может быть инжектирована в подземную формацию, чтобы облегчить добычу флюидов из данной формации. Так, пар может быть использован, чтобы, за счет уменьшения вязкости флюидов, содержащихся в формации, обеспечить более свободный приток флюидов в скважину и их подъем к поверхности.

Раскрытие изобретения

Система для создания осцилляции сжимаемой рабочей текучей среды в скважине содержит источник текучей среды и осцилляторное устройство. Осцилляторное устройство принимает в свой внутренний объем рабочую текучую среду и варьирует во времени расход сжимаемой рабочей текучей среды на выходе осцилляторного устройства.

Более конкретно, система для создания осцилляции сжимаемой рабочей текучей среды в скважине, пробуренной к подземной формации, содержит источник текучей среды и осцилляторное устройство. Источник текучей среды подает сжимаемую рабочую текучую среду в рабочую колонну, спущенную в скважину. Осцилляторное устройство сконфигурировано для установки в скважине. Внутренняя поверхность осцилляторного устройства формирует его внутренний объем, вход во внутренний объем и выход из этого объема. В процессе приема, через указанный вход сжимаемой рабочей текучей среды во внутренний объем и варьирования во времени расхода сжимаемой рабочей текучей среды, выходящей из внутреннего объема через указанный выход, указанная внутренняя поверхность находится в статическом состоянии.

Согласно варианту способа по изобретению подают сжимаемую рабочую текучую среду, по меньшей мере, через часть скважины, пробуренной к подземной формации, в осцилляторное устройство, установленное в скважине. По меньшей мере, первую часть сжимаемой рабочей текучей среды направляют в осцилляторном устройстве таким образом, чтобы создать внутри него возмущение в потоке, по меньшей мере, второй части сжимаемой рабочей текучей среды. По меньшей мере, часть сжимаемой рабочей текучей среды выводят из осцилляторного устройства при расходе, который варьируют во времени.

Согласно другому варианту способа по изобретению рабочую текучую среду, содержащую жидкость, подают, по меньшей мере, через часть скважины, пробуренной к подземной формации, в осцилляторное устройство, установленное в скважине. По меньшей мере, часть жидкости испаряют с формированием сжимаемой рабочей текучей среды и, по меньшей мере, часть сжимаемой рабочей текучей среды выводят из осцилляторного устройства при расходе, который варьируют во времени.

Варианты изобретения могут содержать один или более из следующих признаков.

Сжимаемая рабочая текучая среда содержит теплопереносящую текучую среду. Источник текучей среды содержит генератор теплопереносящей текучей среды, сконфигурированный для установки в скважине или вне скважины, выше уровня земной поверхности. Сжимаемая рабочая текучая среда содержит пар в количестве менее 100%. В системе по изобретению имеется канал, сообщающийся, по меньшей мере, с одним выходом и выполненный с возможностью инжектирования сжимаемой рабочей текучей среды в подземную формацию. Указанный выход является первым выходом, а осцилляторное устройство дополнительно содержит второй выход. При этом указанная внутренняя поверхность сконфигурирована для поочередного направления сжимаемой рабочей текучей среды к первому выходу и второму выходу. Первая часть внутренней поверхности формирует камеру, третий выход из камеры в первый канал обратной связи и четвертый выход из камеры во второй канал обратной связи. Вторая часть внутренней поверхности формирует первый канал обратной связи и первый выход из первого канала обратной связи. Третья часть внутренней поверхности формирует второй канал обратной связи и второй выход из второго канала обратной связи. Указанный вход сконфигурирован с возможностью направлять сжимаемую рабочую текучую среду в камеру. Каждый из первого и второго каналов обратной связи сконфигурирован с возможностью направлять, по меньшей мере, часть сжимаемой рабочей текучей среды в зону камеры, расположенную вблизи входа. Указанная камера является первой камерой. Четвертая часть указанной внутренней поверхности формирует вторую камеру, отходящую от первой камеры и сконфигурированную для приема, по меньшей мере, части сжимаемой рабочей текучей среды из первой камеры и для возвращения, по меньшей мере, части принятой сжимаемой рабочей текучей среды в первую камеру.

Указанный трубопровод является наружным трубопроводом, при этом система дополнительно содержит внутренний трубопровод, расположенный внутри наружного трубопровода. Осцилляторное устройство сконфигурировано для приема сжимаемой рабочей текучей среды из кольцевого пространства между наружным и внутренним трубопроводами. Источник текучей среды содержит парогенератор. Сжимаемая рабочая текучая среда содержит, по меньшей мере, одно из следующих веществ: воздух, пар, газообразный азот, газообразный диоксид углерода, газообразный моноксид углерода и природный газ. Внутренняя поверхность формирует резонансную камеру, выполненную с возможностью, находясь в статическом состоянии, варьировать давление сжимаемой рабочей текучей среды во внутреннем объеме. Осцилляторное устройство содержит свисток. Система дополнительно содержит гидроциклон, сконфигурированный для приема из трубопровода смеси сжимаемой рабочей текучей среды и сконденсировавшейся жидкости, отделения, по меньшей мере, части сконденсировавшейся жидкости от остальной части смеси и подачи остальной части смеси к входу свистка. Система дополнительно содержит сужающийся вкладыш, образующий, по меньшей мере, часть внутреннего объема свистка, и сужающуюся прорезь для приема сужающегося вкладыша.

Принятую часть сжимаемой рабочей текучей среды инжектируют в подземную формацию. Инжекция принятой части сжимаемой рабочей текучей среды в подземную формацию включает содействие усилению притока ресурсов из подземной формации. В частности, инжекция принятой части сжимаемой рабочей текучей среды в подземную формацию включает понижение вязкости ресурсов, содержащихся в подземной формации. Указанная скважина является первой скважиной, а инжекция принятой части сжимаемой рабочей текучей среды в подземную формацию включает стимулирование притока ресурсов из подземной формации ко второй скважине, пробуренной к подземной формации. Дополнительно осуществляют периодическое сжатие части сжимаемой рабочей текучей среды в осцилляторном устройстве. Дополнительно осуществляют распространение звуковых волн по подземной формации. Звуковые волны генерируют путем периодического сжатия сжимаемой рабочей текучей среды в осцилляторном устройстве. Расход варьируют во времени периодическим образом. Чтобы направить, по меньшей мере, первую часть сжимаемой рабочей текучей среды в осцилляторном устройстве таким образом, чтобы создать внутри осцилляторного устройства возмущение в потоке, по меньшей мере, второй части сжимаемой рабочей текучей среды, направляют, по меньшей мере, первую часть сжимаемой рабочей текучей среды внутри осцилляторного устройства таким образом, чтобы изменить направление потока, по меньшей мере, второй части сжимаемой рабочей текучей среды внутри осцилляторного устройства. В процессе испарения, по меньшей мере, части жидкости понижают давление жидкости, чтобы индуцировать фазовый переход жидкой рабочей текучей среды в газообразное состояние. Жидкость включает в себя воду, а сжимаемая рабочая текучая среда включает в себя пар.

Краткое описание чертежей

Остальные признаки изобретения станут ясны из подробного описания его различных вариантов, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, а также из прилагаемой формулы изобретения.

На фиг.1А, 1В схематично, в сечении представлены примеры скважинных систем.

На фиг.2 схематично, в разрезе представлен пример паровой осцилляторной системы.

На фиг.3А-3D иллюстрируется втулка, входящая в состав системы по фиг.2, причем на фиг.3А дано ее перспективное изображение, на фиг.3В она показана в осевом разрезе, на фиг.3С - в частичном разрезе плоскостью 3С-3С (см. фиг.3В), а на фиг.3D - на виде снизу.

На фиг.3Е-3Н иллюстрируется другой вариант втулки системы по фиг.2, причем на фиг.3Е дано ее перспективное изображение, на фиг.3F она показана в осевом разрезе, на фиг.3G - в частичном разрезе плоскостью 3G-3G (см. фиг.3F), а фиг.3Н - на виде снизу.

На фиг.3I-3L иллюстрируется еще один вариант втулки системы по фиг.2, причем на фиг.31 дано ее перспективное изображение, на фиг.3J она показана на виде сбоку, на фиг.3K - в продольном разрезе плоскостью 3K-3K (см. фиг.3J), а на фиг.3L - в продольном разрезе плоскостью 3L-3L (см. фиг.3K).

На фиг.3M-3Q иллюстрируется вариант парового осцилляторного устройства, причем на фиг.3М дано его перспективное изображение, на фиг.3N оно показано на виде спереди, в разрезе, на фиг.30 - на виде сверху, на фиг.3P - на виде снизу, а на фиг.3Q - в разрезе плоскостью 3Q-3Q (см. фиг.3N).

На фиг.4А-4D иллюстрируется вариант узла свистка, причем на фиг.4А дано его перспективное изображение с частичным разрезом, на фиг.4В он показан на виде сбоку, на фиг.4С - в разрезе плоскостью 4С-4С (см. фиг.4В), а на фиг.4D - на виде с одного из концов.

На фиг.4Е на виде сбоку, в разрезе показана паровая осцилляторная система, на фиг.4F на виде сбоку показана насадка по фиг.4Е, на фиг.4G на виде сбоку, в разрезе показан патрубок по фиг.4F, а на фиг.4Н - на виде сбоку, в разрезе показан гидроциклонный компонент по фиг.4Е.

На фиг.4I-4L иллюстрируется вариант паровой осцилляторной системы, причем на фиг.4I она показана на виде сбоку, в разрезе, на фиг.4J - в поперечном сечении плоскостью 4J-4J (см. фиг.4I), на фиг.4K - в поперечном сечении плоскостью 4K-4K (см. фиг.4I), а на фиг.4L - в поперечном сечении плоскостью 4L-4L (см. фиг.4I).

На фиг.5 представлена блок-схема способа создания осцилляции текучей среды в скважине.

Схожие элементы на различных фигурах имеют схожие обозначения.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к созданию осциллирующего потока текучей среды в скважине. В некоторых вариантах текучая среда содержит сжимаемую рабочую текучую среду, подаваемую (нагнетаемую) через ствол скважины в подземную зону (далее - пласт). Например, текучая среда может нагнетаться (инжектироваться) в пласт, чтобы уменьшить вязкость содержащихся в нем ресурсов и увеличить их приток через пласт к одной или более скважинам. В ряде вариантов подобной текучей средой является теплопереносящая текучая среда, применяемая в таких операциях, как нагнетание пара, например по методу гравитационного дренирования при закачке пара (steam assisted gravity drainage, SAGD), в частности, в осциллирующем режиме (режиме "huff and puff"). В некоторых вариантах осциллирующий поток сжимаемой рабочей текучей среды может генерировать в стволе скважины волны сжатия, например звуковые волны. В некоторых случаях волны сжатия могут быть использованы, чтобы интенсифицировать добычу из пласта. В контексте изобретения пласт может охватывать всю продуктивную подземную формацию, подземные формации, содержащие различные ресурсы, и/или формации иных типов.

Примеры текучих сред включают теплопереносящую текучую среду, сжимаемую среду, несжимаемую среду, среды других типов и смеси различных текучих сред. В некоторых вариантах такие смеси содержат несжимаемую и сжимаемую текучие среды, например в форме тумана или пены. Примеры сжимаемых текучих сред включают моноксид углерода (СО), диоксид углерода (CO₂), газообразный молекулярный азот (N₂), природный газ, воздух, обогащенный молекулярным кислородом (O₂), и пар. В некоторых случаях сжимаемая рабочая текучая среда, подаваемая в скважину, состоит из одной из перечисленных сжимаемых сред полностью, или почти полностью (например, на 98%, 99% или более), или частично (например, на 80%). В некоторых случаях сжимаемая рабочая текучая среда, подаваемая в скважину, состоит, по существу, полностью из одной из перечисленных сжимаемых сред при наличии некоторых загрязняющих примесей. Теплопереносящая текучая среда может иметь форму пара и/или газа, в том числе в сочетании с некоторым количеством сконденсировавшейся жидкости, и может включать в себя воду, моноксид углерода и другие продукты сгорания (например, поступающие от генератора нагретой текучей среды и/или другого поверхностного и скважинного оборудования) и/или другие текучие среды. В некоторых случаях теплопереносящая текучая среда может содержать пар, воду в жидком состоянии, дизельное топливо, газойль, расплавленный натрий и/или синтетические теплопереносящие среды. Примерами подобных синтетических сред являются теплопереносящая жидкость THERMINOL 59, выпускаемая фирмой Solatia, Inc., теплопереносящая жидкость MARLOTHERM, выпускаемая фирмой Condea Vista Co., а также теплопереносящие жидкости SYLTHERM и DOWTHERM, выпускаемые фирмой Dow Chemical Company. Для большей ясности осуществление изобретения описывается применительно к пару. Однако приводимые общие принципы, а также примеры и варианты применимы и к другим теплопереносящим текучим средам.

Один из примеров осуществления включает использование метода SAGD, который может быть реализован в многоствольной скважине, содержащей два или более горизонтальных стволов, сформированных в подземной формации так, что верхний ствол располагается над нижним. Нижний ствол заканчивается как добычной ствол (например, содержащий перфорированные трубы, противопесчаные фильтры, пакеры, одну или более эксплуатационных колонн и/или другие компоненты). В некоторых случаях этот ствол может содержать также средства для подъема флюида из подземной формации на поверхность (например, электрический погружной, винтовой или штанговый насос, газлифтную систему и/или другие устройства того же назначения). Пар инжектируют в подземную формацию через верхний ствол, а сбор флюидов из подземной формации осуществляют через нижний ствол. Пар может стимулировать стекание потока флюидов в нижний ствол под действием силы тяжести.

Другой вариант осуществления предусматривает добычу посредством закачки пара, которая реализуется в системе, содержащей две или более скважин, пробуренных в подземной формации. В некоторых случаях обе скважины являются, по существу, вертикальными. Пар инжектируют в подземную формацию через первый ствол, а приток ресурсов происходит во вторую скважину. Таким образом, вторая скважина заканчивается, как добычная скважина, которая в некоторых случаях содержит также средства для подъема флюида на поверхность. Инжекция пара из первой скважины создает в подземной формации градиент давления. Например, давление внутри формации в зоне вблизи первой скважины может быть выше, чем в зоне вблизи второй скважины. Градиент давления может повысить эффективность добычи ресурсов из формации, заставляя их течь в область низкого давления и далее во вторую скважину, по которой ресурсы могут быть подняты на поверхность. Еще один пример включает добычу в режиме "huff and puff", который может быть реализован в скважинной системе, содержащей одну или более скважин, пробуренных в подземной формации. В первый период времени через одну из скважин инжектируют пар в подземную формацию, а в следующий, второй период осуществляют добычу ресурсов из формации через ту же или другую скважину. Процесс инжекции пара в формацию и извлечение ресурсов из формации может повторяться в циклическом режиме. Скважина может быть закончена, как добычная, содержащая в некоторых случаях систему подъема ресурсов на поверхность. В некоторых случаях скважина может быть закончена так, что позволяет вести через нее как добычу, так и инжекцию пара.

На фиг.1А схематично изображен вариант скважинной системы 100а, которая содержит скважину 102, пробуренную через подземную область (пласт), расположенную (расположенный) под поверхностью 110. Скважина 102 имеет устье 104 и обсажена посредством обсадной колонны 108, которая может быть зацементирована. В некоторых случаях скважина 102 может быть открытой, т.е. необсаженной. Представленная скважина 102 является вертикальной; однако в некоторых вариантах она может иметь горизонтальные, изогнутые и/или наклонные части.

Скважинная система 100а содержит рабочую колонну 106, спущенную в скважину 102. Рабочая колонна 106 образует трубопровод, выполненный с возможностью переноса по нему материалов в скважину 102 и/или из нее. Например, рабочая колонна 106 может подавать текучую среду (например, пар, другую теплопереносящую текучую среду и/или другую рабочую текучую среду) в какую-либо часть скважины 102 или через эту часть. Рабочая колонна 106 может быть связана с источником текучей среды. Этот источник может находиться на поверхности земли и/или в каком-то ином месте вне скважины (например, на платформе, буровой установке или судне), в том числе удаленном от нее. Альтернативно или дополнительно, подобный источник может находиться внутри скважины. Примерами источников текучей среды являются парогенератор, поверхностный и/или скважинный компрессор, поверхностный и/или скважинный котел, машина внутреннего сгорания или иной поверхностный и/или скважинный агрегат внутреннего сгорания, трубопровод, например, для подачи природного газа, и/или поверхностный, и/или скважинный резервуар для топлива (в некоторых случаях находящегося под давлением). Один или более параметров потока текучей среды могут управляться с использованием средств, установленных на источнике текучей среды или в скважине ниже его. Это управление может осуществляться, например, повышением или понижением давления или скорости сжигания топлива, регулировкой состава текучей среды и/или ее расхода (например, с помощью клапанов, вентилей и/или дросселей). Примерами настраиваемых параметров являются объемный и массовый расходы. В другом варианте рабочая колонна 106 может дополнительно переносить ресурсы к поверхности 110. Примерами ресурсов являются нефть, природный газ, уголь, пластовый метан и материалы других типов, которые могут добываться из целевой зоны (целевого пласта) 112 и/или из другой области. В некоторых вариантах рабочая колонна содержит плети труб, гибкие трубы или трубы иного типа.

Различные инструменты могут быть установлены внутри рабочей колонны 106 и/или прикреплены к ней. В варианте по фиг.1А может использоваться скважинная система подачи текучей среды. Более конкретно, система 100а содержит паровую осцилляторную систему 118. Рабочая колонна 106 содержит парогенератор 116, сообщающийся с паровой осцилляторной системой 118. Парогенератор 116, который является системой подачи текучей среды, может быть установлен в скважине 102. В одном из вариантов парогенератор 116 имеет входы для приема с поверхности исходной текучей среды, которая нагревается парогенератором 116, чтобы получить пар и/или нагреть теплопереносящую текучую среду другого типа. В некоторых вариантах данная среда генерируется посредством одного или более процессов сгорания (например, при сжигании топлива и кислорода) или химического процесса иного типа, электрического нагрева и/или каких-либо иных процессов. Примеры парогенераторов (скважинных или поверхностных), пригодных для использования согласно принципам изобретения, включают электрический генератор нагретой текучей среды (см., например, патенты США №№5623576, 4783585), генератор нагретой текучей среды с сжиганием топлива (см., например, книгу Downhole Steam Generation Study Volume I, SAND82-7008), парогенераторы каталитического типа (см., например, патенты США №№4687491, 4950454 и опубликованные патентные заявки США №№2006/0042794, 2005/0239661), а также генераторы других типов (описанные, например, в вышеупомянутой книге).

В некоторых вариантах используются дополнительные или альтернативные скважинные системы подачи текучей среды. Так, в некоторых случаях скважинная система подачи текучей среды обеспечивает повышение объемного расхода на своем выходе по сравнению с объемным расходом на своем входе. Объемный расход может быть увеличен за счет нагрева текучей среды, приводящего к фазовому переходу и/или к химической реакции в текучей среде, и/или другими методами. Объемный или массовый расход, обеспечиваемый скважинной системой подачи текучей среды, может управляться, например, в случае скважинного парогенератора, путем управления одним или более из подаваемых реагентов (например, управлением объемного расхода воды, окислителя и/или топлива), путем управления процессом реакции (например, каталитического типа) и/или путем управления другими параметрами (например, электрической мощностью генератора, клапаном, одним или более вентилями и/или одним или более дросселями).

Паровая осцилляторная система 118 принимает теплопереносящую текучую среду от парогенератора 116 и подает ее в скважину 102. Один из вариантов паровой осцилляторной системы 118 может принимать пар при определенном расходе, который может быть, по существу, постоянным или изменяться во времени управляемым образом, как это было описано выше. В одном варианте паровая осцилляторная система 118 может выдавать поток пара с расходом, изменяющимся во времени относительно входного потока. Например, паровая осцилляторная система 118 может выдавать пар в скважину 102 с осциллирующим расходом. В некоторых случаях паровая осцилляторная система содержит паровой свисток, паровой гудок и/или другое устройство для создания осцилляции текучей среды, генерирующее звуковые волны, распространяющиеся в скважине 102, в ее забойной зоне и/или в целевой зоне 112.

В обсадной колонне 108 имеются отверстия 114, через которые пар может инжектироваться в целевую зону 112. В некоторых случаях пар инжектируют в целевую зону 112 через отверстия 114 при осциллирующем расходе. При этом через отверстия 114 из целевой зоны могут также извлекаться природные ресурсы (например, нефть и/или газ) и другие материалы (например, песок и/или вода).

Паровая осцилляторная система 118 может содержать паровые осцилляторные устройства, расположенные в различных точках скважины 102 и/или имеющие различные ориентации. При этом паровая осцилляторная система 118 может быть установлена в скважину 102, имеющую вертикальную, горизонтальную, наклонную э изогнутую или какую-либо иную конфигурацию.

На фиг.1В иллюстрируется, в качестве альтернативного варианта, скважинная система 100b. Скважинная система 100b содержит парогенератор 116, находящийся вне скважины, на поверхности земли. Парогенератор 116 системы 100b выполнен с возможностью подавать пар в две различные паровые осцилляторные системы 118, установленные в двух различных скважинах 102. В других вариантах паровая осцилляторная система 118 находится во всех или только в некоторых из трех или более скважин 102 единой скважинной системы.

В некоторых вариантах парогенератор 116 подает пар только в одну из двух скважин 102. Например, паровая осцилляторная система 118 первой скважины 102 может инжектировать пар в целевую зону 112, тогда как через вторую скважину 102 производится добыча ресурсов. Пар, инжектированный в целевую зону 112 из первой скважины 102, может повысить продуктивность второй скважины 102. Например, благодаря своим тепловым характеристикам пар может нагревать ресурсы в целевой зоне 112, тем самым уменьшая их вязкость. В других случаях обе паровые осцилляторные системы 118 используются для одновременной инжекции пара в целевую зону 112.

На фиг.2 схематично представлен пример паровой осцилляторной системы 118, сконфигурированной для установки в скважине 102. Скважина 102 содержит обсадную колонну 108 с отверстиями 114. Представленная паровая осцилляторная система 118 содержит внутреннюю рабочую колонну 106а, наружную рабочую колонну 106b, пакеры 202а, 202b, 202с и паровые осцилляторные устройства 204, помещенные в корпуса 210. Пакеры 202 представлены в виде чашечных пакеров (хотя могут использоваться и пакеры других типов). Пакеры обеспечивают перекрытие участков 206 скважины 102. Например, пакер 202 может перекрывать (полностью или почти полностью) проход вдоль обсадной колонны 108, чтобы изолировать секцию скважины 102. В представленном примере верхний участок 206а скважины 102 перекрыт на участке между первым и вторым пакерами 202а, 202b. Промежуточный участок 206b скважины 102 перекрыт на участке между вторым и третьим пакерами 202b, 202с. Третий пакер 202 с перекрывает нижний участок 206с скважины.

Рабочие колонны 106 формируют в скважине 102 кольцевые секции. В представленной системе 118 внутренняя рабочая колонна 106а формирует внутренний проточный канал 208а, например, проходящий через участки 206а, 206b и 206с скважины. Данный канал 208а в радиальном направлении расположен от продольной оси скважины до внутреннего диаметра внутренней рабочей колонны 106а. Внутренняя рабочая колонна 106а и наружная рабочая колонна 106b формируют среднюю кольцевую область 208b, находящуюся над верхним участком 206а скважины и внутри него и расположенную в радиальном направлении между наружным диаметром внутренней рабочей колонны 106а и внутренним диаметром наружной рабочей колонны 106b. Наружная рабочая колонна 106b и обсадная колонна 108 формируют наружную кольцевую область 208с, находящуюся над верхним участком 206а скважины и внутри него и расположенную в радиальном направлении между наружным диаметром наружной рабочей колонны 106b и внутренним диаметром обсадной колонны 108. Ниже пакера 202b, например внутри промежуточного и нижнего участков 206b, 206с скважины, между наружным диаметром наружной рабочей колонны 106b и внутренним диаметром обсадной колонны 108 образована кольцевая область 208d.

В представленном примере паровые осцилляторные устройства 204 сконфигурированы для обеспечения осцилляции пара на каждом из трех участков 206а, 206b и 206с. Паровое осцилляторное устройство 204 в типичном варианте имеет один или более входов для приема теплопереносящей текучей среды, например, от парогенератора 116. У парового осцилляторного устройства 204 в типичном варианте имеются один или более выходов для подачи теплопереносящей текучей среды в кольцевую область 208 внутри скважины 102, в целевую зону 112 и/или в какую-то другую область. В процессе работы парового осцилляторного устройства 204 теплопереносящая текучая среда проходит от одного или более входов, через весь его внутренний объем или его часть, к одному или более выходам. Внутренние поверхности парового осцилляторного устройства 204, обеспечивающего осцилляцию теплопереносящей текучей среды, в процессе работы устройства, включающем варьирование расхода теплопереносящей текучей среды на его выходе, могут оставаться неподвижными (в статическом состоянии). В некоторых вариантах паровое осцилляторное устройство 204 может не содержать движущихся частей. В некоторых вариантах паровое осцилляторное устройство 204 содержит свисток или другое устройство для генерирования звуковых волн по принципу сжатия текучей среды, текущей через паровое осцилляторное устройство 204. Например, варианты парового осцилляторного устройства 204 могут содержать свистки, показанные на фиг.4А-4b.

Паровое осцилляторное устройство 204 может быть реализовано в виде кольцевого парового осцилляторного устройства, установленного в кольцевой области скважины 102. Пример такого устройства, проиллюстрированный на фиг.3М-3Q, представляет собой вкладыш, рассчитанный на установку в кольцевой корпус 210. В процессе работы паровое осцилляторное устройство 204 может совершать поступательные, вращательные, колебательные движения и/или движения другого типа при сохранении неизменной внутренней конфигурации. При этом такая конфигурация парового осцилляторного устройства 204 может обеспечить осцилляцию теплопереносящей текучей среды на выходе парового осцилляторного устройства 204. В некоторых вариантах осцилляция сжимаемой текучей среды на выходе способна генерировать продольные волны сжатия (например, звуковые волны). Волны сжатия могут проникать в окружающий пласт и распространяться в нем. В некоторых случаях эти волны могут усиливать приток ресурсов и/или других материалов (например, песка, и/или воды) из целевой зоны 112. В некоторых случаях волны сжатия могут повышать эффективность трубчатых компонентов скважины и/или забойной зоны в осуществлении подъема ресурсов на поверхность 110 и/или в предотвращении или устранении нежелательных условий. Примером таких условий может служить образование отложений твердого осадка, асфальтинов, глин, песка, гидратов или другого материала, способного затруднить добычу.

На верхнем участке 206а корпус 210а расположен под пакером 202а. В корпусе 210а находятся паровые осцилляторные устройства 204 для инжекции пара с расходом, изменяющимся во времени, в наружную кольцевую область 208 с верхнего участка 206а скважины. При работе теплопереносящая текучая среда может поступать, например, от парогенератора 116 в корпус 210а через наружную кольцевую область 208 с над пакером 202а. Втулка 306, показанная на фиг.3Е-3Н, формирует канал для прохода теплопереносящей текучей среды из наружной кольцевой области 208 с через пакер 202а к входам паровых осцилляторных устройств 204, установленных в корпусе 210а. Пар из верхнего участка 206а может инжектироваться с осциллирующим расходом в целевую зону 112 через отверстия 114.

На промежуточном участке 206b корпус 210b установлен ниже пакера 202b. В корпусе 210b находятся паровые осцилляторные устройства 204 для инжекции пара с расходом, изменяющимся во времени, в кольцевую область 208d промежуточного участка 206b скважины. При работе теплопереносящая текучая среда может поступать, например, от парогенератора 116 в корпус 210b через среднюю кольцевую область 208b над пакером 202b. Втулка 306, показанная на фиг.3А-3В, формирует канал для прохода теплопереносящей текучей среды из верхнего участка 206а через пакер 202b к входам паровых осцилляторных устройств 204, установленных в корпусе 210b. Пар из промежуточного участка 206b может инжектироваться с осциллирующим расходом в целевую зону 112 через отверстия 114.

Три паровых осцилляторных устройства 204а, 204b и 204с инжектируют пар с осциллирующим расходом в кольцевую область 208d нижнего участка 206 с скважины. При работе теплопереносящая текучая среда может поступать, например, от парогенератора 116 к паровым осцилляторным устройствам 204а, 204b и 204с через внутренний канал 208а. Втулка 306, показанная на фиг.3I-3L, формирует канал для прохода теплопереносящей текучей среды через пакер 202 с к входам паровых осцилляторных устройств 204а, 204b, 204с, установленных внутри этой втулки 306.

Пар из нижнего участка 206 с может инжектироваться с осциллирующим расходом в целевую зону 112 через отверстия 114.

Паровая осцилляторная система 118 - это только один из вариантов осуществления подобной системы; возможны и другие ее варианты, не содержащие каких-либо рассмотренных признаков и/или содержащие дополнительные признаки. В некоторых вариантах в скважине 102 может быть образовано другое количество кольцевых секций. Например, для формирования одной или более дополнительных кольцевых секций может быть использована промежуточная рабочая колонна. В некоторых случаях для того, чтобы изолировать то же или другое количество участков 206 в скважине 102, могут использоваться различные количества пакеров 202. В некоторых вариантах на одном или некоторых участках 206 можно установить более одного корпуса 210. Во всех вариантах паровые осцилляторные устройства 204 выполнены без подвижных частей, что позволяет обеспечить более высокую стабильность и/или долговечность этих устройств при длительном использовании. Однако в других вариантах одно или более паровых осцилляторных устройств 204 содержат подвижные части.

На фиг.3А-3D иллюстрируется втулка 306, несущая пакер 202b и корпус 210b, показанные на фиг.2. Перспективное изображение втулки 306 представлено на фиг.3А. В осевом направлении она состоит из нескольких секций, которые изготавливают по отдельности и собирают до, во время или после установки в скважину 102. На фиг.3В втулка 306 показана в осевом разрезе. Втулка 306 несет пакер 202b, охватывающий первую секцию втулки 306. Пакер 202b содержит чашечные уплотнения (манжеты) 302. Одно из этих уплотнений ориентировано так, чтобы полностью или почти полностью перекрыть проход для потока, направленного вниз, а другое - чтобы полностью или почти полностью перекрыть проход для потока, направленного вверх. Уплотнения 302 изолируют участки скважины 102 друг от друга. Втулка 306 формирует также кольцевую область, связанную по потоку с корпусом 210b. Корпус 210b снабжен тремя сужающимися прорезями, распределенными по его боковой поверхности. В каждую из этих прорезей помещено сужающееся осцилляторное устройство 204 для осуществления осциллирования текучей среды, например пара. При работе теплопереносящая текучая среда течет через среднюю кольцевую область 208b, попадая в каждое из паровых осцилляторных устройств 204. Паровые осцилляторные устройства 204 функционируют в статической конфигурации, подавая в осциллирующем режиме поток теплопереносящей текучей среды в промежуточный участок 206b, находящийся под корпусом 210b. Фиг.3С иллюстрирует корпус 210b в продольном разрезе. На фиг.3D втулка 306 показана на виде снизу, чтобы проиллюстрировать расположение осцилляторных устройств 204 по окружности корпуса 210b.

На фиг.3Е-3Н иллюстрируется втулка 306, несущая пакер 202а и корпус 210а, показанные на фиг.2. Перспективное изображение втулки 306 представлено на фиг.3Е. В осевом направлении она состоит из нескольких секций, которые изготавливают по отдельности и собирают до, во время или после установки в скважину 102. На фиг.3F втулка 306 показана в осевом разрезе. Втулка 306 несет пакер 202а, охватывающий первую секцию втулки 306. Пакер 202а содержит чашечные уплотнения (манжеты) 302. Одно из этих уплотнений ориентировано так, чтобы полностью или почти полностью перекрыть проход для потока, направленного вниз, а другое - чтобы полностью или почти полностью перекрыть проход для потока, направленного вверх. Уплотнения 302 изолируют участки скважины 102 друг от друга. Втулка 306 формирует также кольцевую область, связанную по потоку с корпусом 210а. Корпус 210а снабжен шестью сужающимися прорезями, распределенными по его боковой поверхности. В каждую из этих прорезей помещено сужающееся осцилляторное устройство 204. При работе теплопереносящая текучая среда течет через наружную кольцевую область 208с, попадая в каждое из паровых осцилляторных устройств 204. Паровые осцилляторные устройства 204 функционируют в статической конфигурации, подавая в осциллирующем режиме поток теплопереносящей текучей среды в верхний участок 206а, находящийся под корпусом 210а. Фиг.3F и 3G иллюстрируют корпус 210а в продольном разрезе. На фиг.3Н втулка 306 показана на виде снизу, чтобы проиллюстрировать расположение осцилляторных устройств 204 по окружности корпуса 210а.

На фиг.3I-3L иллюстрируется втулка 306, несущая паровые осцилляторные устройства 204а, 204b и 204с по фиг.2. На фиг.31 представлено перспективное изображение втулки 306; на фиг.3J втулка 306 показана на виде сбоку; на фиг.3K втулка 306 показана в продольном разрезе плоскостью 3K-3K (см. фиг.3J); на фиг.3L втулка 306 показана в продольном разрезе плоскостью 3L-3L (см. фиг.3K). Каждое из трех паровых осцилляторных устройств 204а, 204b и 204с инжектирует теплопереносящую текучую среду в нижний участок 206 с скважины 102 на различном уровне по высоте. Паровые осцилляторные устройства 204а, 204b и 204с функционируют в статической конфигурации, подавая в осциллирующем режиме поток теплопереносящей текучей среды в нижний участок 206с. Устройства 204а и 204b имеют выходы (выходные каналы) 314, выпускающие теплопереносящую текучую среду в радиальном направлении. Устройство 204с имеет выходы (выходные каналы) 314, выпускающие теплопереносящую текучую среду, по существу, в осевом направлении.

Объем и расход теплопереносящей текучей среды, подаваемой в конкретный участок 206 скважины 102, может зависеть, помимо размеров, количества и конфигурации осцилляторных устройств 204, также от объема и расхода теплопереносящей текучей среды, поступающей в эти устройства. Осцилляторные устройства 204, ус