RU2366806C1 - Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation - Google Patents
Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366806C1 RU2366806C1 RU2007149587/03A RU2007149587A RU2366806C1 RU 2366806 C1 RU2366806 C1 RU 2366806C1 RU 2007149587/03 A RU2007149587/03 A RU 2007149587/03A RU 2007149587 A RU2007149587 A RU 2007149587A RU 2366806 C1 RU2366806 C1 RU 2366806C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formation
- reservoir
- fluid
- well
- wells
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims description 14
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 title description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 96
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 92
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 73
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 33
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 9
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 82
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 description 1
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 235000010829 Prunus spinosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000004350 Prunus spinosa Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000005312 nonlinear dynamic Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000025078 regulation of biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 101150090427 slbo gene Proteins 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в горной промышленности для процессов разработки с повышением добычи углеводородов из залежей и их добавочным извлечением.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the mining industry for development processes with increased production of hydrocarbons from deposits and their additional extraction.
Известны способы разработки в целях повышения добычи нефти с воздействием на пласты как из скважин, так и с поверхности залежи при помощи источников, возбуждающих в геологической среде волны упругих колебаний (Beresnev I.A. et aL, "Elastic-wave stimulation of oil production: A review of methods and results". Geophysics. Vol.59, No.6, June 1994, Симкин Э.М. и др. Виброволновые и вибросейсмические методы воздействия на нефтяные пласты. Обзорная информация. Серия "Нефтепромысловое дело". - М.: ВНИИОЭНГ, 1989, с.15-20). Общим основным недостатком известных способов является недостаточная эффективность волнового воздействия. Это обуславливается сильным ослаблением энергии упругих волн при распространении в геологических средах, существованием энергетических порогов возникновения фильтрационных и других прямых эффектов действия упругих колебаний на нефтегазонасыщенные среды. В основных объемах пласта не происходит протяженных изменений полей насыщенностей, а изменения дебитов нефти по скважинам непродолжительны по времени.There are known methods of development in order to increase oil production by acting on formations both from wells and from the reservoir surface using sources that excite elastic waves in the geological environment (Beresnev IA et aL, "Elastic-wave stimulation of oil production: A review of methods and results ". Geophysics. Vol.59, No.6, June 1994, Simkin E.M. et al. Vibro-wave and vibroseismic methods of influencing oil reservoirs. Overview. Series" Oilfield business ". - M.: VNIIOENG, 1989, p. 15-20). A common main disadvantage of the known methods is the lack of effectiveness of the wave action. This is due to the strong attenuation of the energy of elastic waves during propagation in geological media, the existence of energy thresholds for the occurrence of filtration and other direct effects of the action of elastic vibrations on oil and gas-saturated media. In the main volumes of the reservoir, there are no long-term changes in the saturation fields, and changes in oil production rates in wells are short in time.
Известны также способы разработки обводненных нефтяных месторождений, включающие воздействие на пласты с помощью вибросейсмических источников с поверхности залежи на предварительно выявленной доминантной частоте и или на частоте, производной от выявленной доминантной (Патент РФ №1596081, МПК Е21В 43/00, опубл. в Б.И. №37, 1990 г. Патент РФ №2255212, МПК Е21В 43/16, Е21В 43/25, опубл. в Б.И. №19. 2005 г.). Недостатком известных способов является также слабая эффективность волнового воздействия, обусловленная тем, что воздействие на одной выявленной определенным путем частоте на геологическую среду пластов не вызывает достаточно мощных и долговременных резонансных откликов с развитием в пластах совокупности полезных эффектов с изменениями процессов добычи. Природная геологическая среда насыщенных углеводородами залежей является сложной системой вложенных структур различной масштабной иерархии, состояние которой зависит от совокупности внешних и внутренних факторов и с течением времени непрерывно изменяется. Сложность, различная пространственная и временная масштабность протекающих в ней процессов и явлений выражается и в отклике пластов на внешнее воздействие - среда порождает вторичные излучения, спектр которых не только существенно поличастотен, но и само распределение частот по мощности может постоянно меняться в зависимости от конкретного состояния залежи в процессах разработки, от времени наблюдения и геопланетных условий. Воздействие на отдельной частоте на подобные реальные системы не позволяет достигать острых резонансных явлений и заметной эффективности даже в относительно малых промежутках времени.There are also known methods of developing flooded oil fields, including exposure to formations using vibroseismic sources from the surface of the reservoir at a previously identified dominant frequency and or at a frequency derived from the identified dominant (RF Patent No. 1596081, IPC ЕВВ 43/00, published in B. I. No. 37, 1990, Patent of the Russian Federation No. 2255212, IPC Е21В 43/16, Е21В 43/25, published in B.I. No. 19. 2005). A disadvantage of the known methods is also the weak efficiency of the wave action, due to the fact that the impact on a single frequency determined in a certain way on the geological environment of the formations does not cause sufficiently powerful and long-term resonant responses with the development of a set of useful effects in the formations with changes in production processes. The natural geological environment of hydrocarbon-rich deposits is a complex system of nested structures of various scale hierarchies, the state of which depends on a combination of external and internal factors and continuously changes over time. The complexity and various spatial and temporal scales of the processes and phenomena occurring in it are also expressed in the response of the layers to external influences - the medium generates secondary radiation, the spectrum of which is not only substantially polyfrequency, but the power frequency distribution itself can constantly change depending on the specific state of the deposit in the development processes, from the time of observation and geoplanetary conditions. The impact on a separate frequency on such real systems does not allow to achieve acute resonance phenomena and appreciable efficiency even in relatively small time intervals.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разработки углеводородной залежи, предполагающий при отборе углеводородов через скважины постоянное локальное для двух соседних скважин определение доминантной частоты и воздействие гидроимпульсными источниками на пласт из данных скважин в определенном промежутке времени на данной частоте (Патент РФ №2191890, МПК Е21В 43/16, опубл. в Б.И. №30, 2002). Известный способ по определенным частотам в локальных участках пласта позволяет оказывать влияние на реологические свойства флюидов, вызывать в ограниченные промежутки времени изменения массового и компонентного состава углеводородного флюида в потоках вблизи скважин, но его эффективность по достижению совокупности масштабных и временных процессов, оказывающих влияние в целом на фазовую динамику фильтрации, одновременно с газовыделением и трещинообразованием, обеспечивающих долговременный приток добавочной нефти к скважинам, недостаточно высока.Closest to the proposed invention is a method of developing a hydrocarbon reservoir, which involves the selection of hydrocarbons through wells constant local for two neighboring wells to determine the dominant frequency and the impact of hydro-pulse sources on the reservoir from these wells in a certain period of time at a given frequency (RF Patent No. 2191890, IPC E21B 43/16, published in B.I. No. 30, 2002). The known method for certain frequencies in local areas of the reservoir allows you to influence the rheological properties of the fluids, to cause changes in the mass and component composition of the hydrocarbon fluid in the flows near the wells at limited intervals, but its effectiveness in achieving a combination of large-scale and temporal processes that generally affect phase dynamics of filtration, simultaneously with gas evolution and cracking, providing a long-term influx of additional oil to the wells, weeks residually high.
Известна скважинная установка для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающая установленный на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) корпус штангового насоса, имеющий клапан и отверстия в верхней части. В корпусе на колонне насосных штанг установлен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном (Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин, М.: Недра, 1990 - с.108-109).A well-known installation for oil production and processing of the bottom-hole zone of the well, including a rod pump housing mounted on a column of tubing, having a valve and openings in the upper part. A plunger with a discharge valve is installed with the possibility of reciprocating movement in the casing on the pump rod string (Popov A.A. Impact impacts on the bottom-hole zone of wells, M .: Nedra, 1990 - pp. 108-109).
Известно также устройство для создания ударной волны в жидкости в скважине (Патент РФ №2249685, кл. Е21В 43/25, опубл. в Б.И. №2, 2004 г.), содержащее качалку, расположенную на оборудовании устья скважины, насосно-компрессорную колонну, проходящую вниз в эксплуатационной обсадной колонне скважины, узел полых цилиндров, соединенный с нижней частью НКТ. Внутри узла полых цилиндров расположена пара поршней, соединенная с качалкой посредством насосных штанг и сальникового штока. Перемещение поршня влияет на объем камеры сжатия, уменьшая его. Сжатую жидкость выпускают в эксплуатационную обсадную колонну, в результате создается ударная волна.A device for creating a shock wave in a liquid in a well is also known (RF Patent No. 2249685, class E21B 43/25, publ. In B.I. No. 2, 2004), containing a rocking chair located on the wellhead equipment, pump a compressor string extending downward into the production casing of the well, a hollow cylinder assembly connected to the bottom of the tubing. Inside the assembly of hollow cylinders is a pair of pistons connected to the rocker by means of pump rods and an stuffing box. The movement of the piston affects the volume of the compression chamber, reducing it. The compressed fluid is discharged into the production casing, resulting in a shock wave.
Данные устройства позволяют в процессе откачки жидкости из скважины создавать в скважинной жидкости многократные имплозии, возмущения давления и ударные волны, однако эффективность воздействия излучениями и волнами упругих колебаний при их работе на ПЗП и пласт мала, так как энергия осуществляемого воздействия большей частью уходит на образование трубных волн по скважинной жидкости и лишь малая часть передается в среду ПЗП и пласт. Кроме того, дополнительное существенное нагружение приводящих элементов штангового насоса может вызывать отрицательные возмущения оптимальных настроек режима откачки, сокращает межремонтный период работы насосов.These devices make it possible to create multiple implosions, pressure disturbances and shock waves in the well fluid during pumping fluid from the well, however, the effectiveness of exposure to radiation and waves of elastic vibrations during their operation on the BFZ and reservoir is small, since the energy of the impact mostly goes to the formation of tube waves along the borehole fluid, and only a small part is transferred to the medium of the bottomhole formation zone and reservoir. In addition, additional substantial loading of the drive elements of the sucker rod pump can cause negative perturbations of the optimal settings for the pumping mode, shortens the overhaul period of the pumps.
Известно также устройство для волнового воздействия на залежь (Патент РФ №2134778, кл. Е21В 43/25, опубл. в Б.И. №23, 1999 г.), где для улучшения условий передачи колебательной энергии волн из скважины при работе станка-качалки штангового насоса введен якорь, который установлен между НКТ и обсадной колонной труб, и прикреплен к стенкам НКТ и обсадной колонны труб. Данное изобретение позволяет для контактно-механических процессов создания упругих колебаний несколько повышать эффективность передачи энергии волн из скважины, но его эффективность при воздействии на пласт сильно ограничена узостью амплитудо-частотного режима возбуждения колебаний, привязанностью к условиям эксплуатации скважин по дебиту и другим параметрам.A device for wave action on a reservoir is also known (RF Patent No. 2134778, class E21B 43/25, published in B.I. No. 23, 1999), where, to improve the conditions for the transfer of vibrational wave energy from a well during operation of the machine, rocker rod pump introduced anchor, which is installed between the tubing and the casing pipe, and attached to the walls of the tubing and the casing pipe. This invention allows for contact-mechanical processes of creating elastic vibrations to slightly increase the efficiency of transmission of wave energy from the well, but its effectiveness when exposed to the formation is greatly limited by the narrowness of the amplitude-frequency mode of excitation of vibrations, attachment to the operating conditions of the wells by production rate and other parameters.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является скважинная установка (Патент РФ №2285788, кл. Е21В 43/18, опубл. в Б.И. №29,2006 г.), содержащая размещенный на колонне насосно-компрессорных труб корпус насоса с всасывающим клапаном. В корпусе насоса установлен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном. Установка снабжена дополнительной колонной насосно-компрессорных труб, состоящей из двух телескопически соединенных с возможностью возвратно-поступательного движения трубных частей. Верхняя трубная часть, на нижнем конце которой размещен центрирующий конический поршень, сверху соединена с хвостовиком насоса. Нижняя часть установлена с упором на забой скважины, а на ее верхнем конце установлен цанговый отклонитель механических напряжений.Closest to the proposed invention is a borehole installation (RF Patent No. 2285788, class ЕВВ 43/18, published in BI No. 29,2006), containing a pump housing with a suction valve located on a string of tubing. A plunger with a discharge valve is mounted with the possibility of reciprocating movement in the pump housing. The installation is equipped with an additional column of tubing, consisting of two telescopically connected with the possibility of reciprocating movement of the pipe parts. The upper pipe part, at the lower end of which a centering conical piston is placed, is connected to the pump shank from above. The lower part is installed with emphasis on the bottom of the well, and a collet deflector of mechanical stresses is installed at its upper end.
Данное изобретение позволяет при работе штангового насоса осуществлять волновое воздействие на пласт в определенном амплитудо-частотном диапазоне, но его эффективность по развитию в пластах процессов, влияющих на повышение нефтедобычи, недостаточно высока. Кроме того, оно не предназначено для использования в различных категориях скважин при воздействии с созданием всех необходимых условий обработки, очистки и целевого преобразования среды ПЗП скважин.This invention allows the operation of the sucker rod pump to carry out a wave action on the formation in a certain amplitude-frequency range, but its effectiveness in developing processes in the formation that affect the increase in oil production is not high enough. In addition, it is not intended for use in various categories of wells when exposed to the creation of all the necessary conditions for processing, cleaning and targeted transformation of the environment of the PPP wells.
Задачей изобретения является повышение эффективности воздействия при реализации способа и скважинной установки во время разработки залежи с увеличением добычи и доизвлечением нефти путем целевой одновременности воздействия по требуемым частотам физическими волновыми излучениями при достижении наиболее полного развития совокупности полезных эффектов изменения флюидо-динамического состояния залежи как по ее объему, так и во времени, с использованием собственной пластовой энергии и потенциала залежи, а также расширение функциональных возможностей способа и установки.The objective of the invention is to increase the effectiveness of the implementation of the method and the downhole installation during the development of the reservoir with an increase in production and additional recovery of oil by targeted simultaneous exposure to the required frequencies of physical wave radiation when the most complete development of the set of beneficial effects of changing the fluid-dynamic state of the reservoir as in its volume , and in time, using its own reservoir energy and reservoir potential, as well as expanding the functionality s way of features and settings.
Для решения поставленной задачи в известном способе, включающем отбор пластового флюида через добывающие скважины, воздействие на пласты волновыми излучениями и депрессионно-репрессионными возмущениями пластового давления из, по крайней мере, одной добывающей и/или нагнетательной скважины, определение частот воздействия и регулирование отбора пластового флюида из скважин, согласно изобретению предварительно при депрессионно-репрессионном возмущении пластового давления из скважин осуществляют тестирование пласта с записью и анализом сигналов его сейсмоакустической эмиссии, по которой, а также по гидродинамическим параметрам пласта и составу пластового флюида определяют частотные диапазоны и режимы эффективного воздействия, обеспечивающие возрастание среднесуточной добычи нефти, понижение ее обводненности, уменьшение коэффициента взвешенных частиц в добываемой нефти и увеличение коэффициента ее светопоглощения, затем производят поличастотное воздействие с выявленными параметрами с использованием одновременной работы, по крайней мере, двух источников, при этом одновременно или попеременно с поличастотным воздействием периодически осуществляют депрессионно-репрессионное возмущение с вышеуказанным тестированием и в режиме обратной связи с пластом корректируют режимы воздействия, уточняя частотные диапазоны и комбинируя источники излучения, а воздействие циклически повторяют до прекращения изменения отбора пластового флюида.To solve the problem in a known method, including the selection of formation fluid through production wells, exposure to formations by wave radiation and depression-repressive perturbations of formation pressure from at least one production and / or injection well, determining the frequency of exposure and regulating the selection of formation fluid from wells, according to the invention, in case of a depression-repression disturbance of the reservoir pressure, the formation is tested from the wells with recording and analysis the signals of its seismic-acoustic emission, which, as well as the hydrodynamic parameters of the formation and the composition of the formation fluid, determine the frequency ranges and modes of effective exposure, providing an increase in average daily oil production, lowering its water cut, decreasing the coefficient of suspended particles in the produced oil and increasing its light absorption coefficient, then produce a polyfrequency effect with the identified parameters using the simultaneous operation of at least two sources, with In this case, simultaneously or alternately with a polyfrequency impact, a depression-repression perturbation is periodically carried out with the above testing and in the feedback mode with the formation, the regimes of exposure are adjusted, specifying frequency ranges and combining radiation sources, and the effect is cyclically repeated until the change in the selection of formation fluid is stopped.
В условиях, когда фильтрация в призабойных зонах пластов (ПЗП) затруднена пониженной проницаемостью, существенной вертикальной и радиальной неоднородностью проницаемости пород, для увеличения охвата, снижения фильтрационного сопротивления ПЗП и создания благоприятных условий для регулирования притока пластового флюида в скважины интенсифицируют процессы трещинообразования, развивают имеющиеся трещины и/или создают новые путем последовательного проведения операций промывки скважин на стадиях циркуляции или излива и закачки в пласт рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости могут быть использованы нефть, нефтекислотная эмульсия и/или, по крайней мере, одна оторочка химреагентов, например растворов поверхностно-активных веществ, кислоты, щелочи и углеводородных растворителей.In conditions when the filtration in the bottom-hole zones of formations (FZP) is hampered by reduced permeability, significant vertical and radial heterogeneity of rock permeability, to increase the coverage, reduce the filtration resistance of the PZP and create favorable conditions for regulating the flow of formation fluid into the wells, intensify fracturing processes and develop existing cracks and / or create new ones by sequentially flushing wells at the stages of circulation or outflow and injection into the reservoir t working fluid. As the working fluid can be used oil, oil acid emulsion and / or at least one rim of chemicals, for example solutions of surfactants, acids, alkalis and hydrocarbon solvents.
При реализации способа для периодического создания депрессионно-репрессионных возмущений возможно использовать процессы откачки скважинного флюида струйными насосами и/или регулировать плотность рабочей жидкости в процессах аэрирования и пенообразования и/или путем избирательного сужения скважинного пространства.When implementing the method for the periodic creation of depression-repression disturbances, it is possible to use the processes of pumping the well fluid with jet pumps and / or adjust the density of the working fluid in the processes of aeration and foaming and / or by selective narrowing of the well space.
При необходимости в сильно осложненных условиях фильтрации вскрываемый скважиной пласт гидродинамически изолируют, величину репрессионного возмущения повышают, например повышением давления и расхода закачки в пласт рабочей жидкости, вплоть до создания давлений разрыва пласта, после чего в пласт закачивают закрепляющий агент, например проппант и/или изолирующие и блокирующие эмульсии, растворы и/или эмульсии реагентов с повышенной вязкостью.If necessary, in severely complicated filtration conditions, the formation that is opened by the well is hydrodynamically isolated, the magnitude of the repression perturbation is increased, for example, by increasing the pressure and flow rate of the injection fluid into the formation, up to the formation pressure of the formation rupture, after which a fixing agent, such as proppant and / or insulating and blocking emulsions, solutions and / or emulsions of high viscosity reagents.
Для создания оптимальных условий для притока нефти из залежи в условиях вскрытия скважиной многопластовой залежи тестирование предварительно осуществляют по всем продуктивным интервалам, далее производят поличастотное воздействие упругими колебаниями на призабойную зону одновременно или попеременно с созданием депрессионно-репрессионных возмущений и закачками функциональных рабочих жидкостей, повторяют тестирование и по его результатам выбирают интервал пласта, гидродинамически изолируют его и производят гидравлический разрыв пласта. За счет импульсно-дилатационного воздействия происходят изменения коллекторских свойств (пористость, проницаемость, трещиноватость) на значительной глубине пласта по его радиусу, возникает синергетический расклинивающий эффект, в результате которого эффективность воздействия повышается.In order to create optimal conditions for oil inflow from a reservoir under conditions of a multilayer reservoir opening by a well, testing is preliminarily performed at all productive intervals, then a polyfrequency effect of elastic vibrations on the bottom-hole zone is performed simultaneously or alternately with the creation of depression-repression disturbances and injections of functional working fluids, repeat the test and according to its results, select the interval of the reservoir, hydrodynamically isolate it and produce a hydraulic fracture layer. Due to the pulse-dilatation effect, changes in reservoir properties (porosity, permeability, fracturing) occur at a considerable depth of the formation along its radius, and a synergistic proppant arises, as a result of which the effectiveness of the action increases.
Для решения поставленных задач в зависимости от конкретных условий и расширения функциональных возможностей воздействия в качестве излучений используют волны упругих колебаний и/или электромагнитные и/или тепловые.To solve the problems, depending on specific conditions and expand the functionality of the impact, elastic waves and / or electromagnetic and / or thermal waves are used as radiation.
При этом для достижения максимального охвата воздействием на совокупность пластовых явлений и процессов в качестве источников для поличастотного воздействия используют источники, в частотном спектре которых наряду с доминантной частотой имеются дополнительные гармоники с частотами, отличными от доминантной. Это могут быть гармоники с более низкими и/или более высокими частотами, одинаковыми и/или сдвинутыми по фазе.At the same time, in order to achieve maximum coverage by the impact on the totality of reservoir phenomena and processes, sources are used as poly-frequency impact sources, in the frequency spectrum of which, along with the dominant frequency, there are additional harmonics with frequencies different from the dominant one. These can be harmonics with lower and / or higher frequencies, identical and / or phase shifted.
В этих же целях, а также для достижения максимальной глубины поличастотного воздействия используют скважинные источники, основанные на гидравлических вихревых процессах в потоках скважинной жидкости, на механо-гидравлических ударных процессах прерывания потока, на электромеханических процессах, на контактно-гравитационном создании дилатационно-волновых возмущений пластовой среды.For the same purposes, as well as to achieve the maximum depth of polyfrequency impact, borehole sources are used, based on hydraulic vortex processes in the borehole fluid flows, on mechano-hydraulic shock processes of interruption of the flow, on electromechanical processes, on contact-gravity creation of dilatational wave disturbances of the reservoir Wednesday.
Для поддержания оптимальных условий вытеснения углеводородного флюида по отзыву пласта в режиме обратной связи одновременно с регулированием отбора пластового флюида регулируют закачку вытесняющего агента в окружающие скважины. При этом для достижения наиболее благоприятных условий нефтевытеснения одновременно и/или попеременно с волновыми излучениями из скважин создают в залежи циклическую перемену направлений и скоростей фильтрации флюидов и/или осуществляют волновое воздействие на залежь с дневной поверхности.In order to maintain optimal conditions for the displacement of hydrocarbon fluid by reservoir feedback in the feedback mode, the injection of the displacing agent into the surrounding wells is controlled simultaneously with the regulation of formation fluid selection. At the same time, in order to achieve the most favorable conditions for oil displacement, simultaneously and / or alternately with wave radiation from wells, a cyclical change in the directions and rates of fluid filtration is created in the reservoir and / or a wave effect is exerted on the reservoir from the day surface.
Поставленная задача решается также тем, что в известной скважинной установке для физического воздействия при разработке углеводородной залежи, включающей колонну НКТ, две соединенные между собой трубные части, одна из которых снабжена концентратором механических напряжений и неподвижна, а другая трубная часть снабжена поршнем и установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижной трубной части, согласно изобретению трубные части соединены коаксиально, при этом неподвижная трубная часть расположена внутри, состоит из последовательно соединенных, по крайней мере, двух полых цилиндров разного диаметра, по крайней мере, один из которых снабжен клапаном-реле, гидравлически соединяющим полость цилиндра со скважинным пространством, а другой снабжен регулятором расхода, при этом коаксиально соединенные трубные части снабжены гидрозатворами, установленными на последовательно соединенных полых цилиндрах разного диаметра, сообщенных со скважинным пространством и с внутренней полостью трубной части, снабженной поршнем и дополнительно приводом для управления клапаном-реле.The problem is also solved by the fact that in the well-known downhole installation for physical impact when developing a hydrocarbon reservoir including a tubing string, two connected pipe parts, one of which is equipped with a stress concentrator and is stationary, and the other pipe part is equipped with a piston and is installed with the possibility reciprocating movement relative to the stationary pipe part, according to the invention, the pipe parts are connected coaxially, while the stationary pipe part is located the wife inside consists of at least two hollow cylinders of different diameters connected in series, at least one of which is equipped with a relay valve, hydraulically connecting the cylinder cavity with the borehole, and the other is equipped with a flow regulator, while the pipe parts are coaxially connected equipped with hydraulic locks mounted on serially connected hollow cylinders of different diameters, connected with the borehole space and with the internal cavity of the pipe part equipped with a piston and an additional on the drive to control the valve relay.
Целесообразно на поршне трубной части установить излучатель упругих волн для более эффективной передачи энергии колебаний на стенки скважины, при этом выполнить его в виде, по крайней мере, одного подпружиненного толкателя, соединенного с частью поверхности полого цилиндра, который может быть снабжен последовательным рядом кольцевых проточек или выступов.It is advisable to install an elastic wave emitter on the piston of the pipe part for more efficient transmission of vibrational energy to the borehole walls, and in the form of at least one spring-loaded pusher connected to a part of the surface of the hollow cylinder, which can be equipped with a series of annular grooves or protrusions.
Энергия от существующего перепада давления на регуляторе расхода может быть частично или полностью использована для формирования гидравлических ударных импульсов давления, для этого регулятор расхода целесообразно снабдить пульсирующим устройством и, по крайней мере, одним пульсирующим соплом, последовательно соединенным с центробежной форсункой и с полостью с упругостью, а также, по крайней мере, одним соплом постоянного расхода. При этом сопла целесообразно установить коаксиально с общей осью вращения, а пульсирующее сопло сместить относительно сопла с постоянным расходом вниз по потоку таким образом, чтобы постоянный поток снижал давление в пульсирующем сопле, уменьшая инерционное сопротивление среды пульсирующему потоку с целью сохранения устойчивых колебаний в более широком диапазоне перепадов давления.The energy from the existing pressure differential on the flow regulator can be partially or fully used to form hydraulic shock pressure pulses, for this it is advisable to provide the flow regulator with a pulsating device and at least one pulsating nozzle connected in series with a centrifugal nozzle and with a cavity with elasticity, as well as at least one constant flow nozzle. In this case, it is advisable to install the nozzles coaxially with the common axis of rotation, and displace the pulsating nozzle relative to the nozzle with a constant flow rate downstream so that a constant flow reduces the pressure in the pulsating nozzle, reducing the inertial resistance of the medium to the pulsating flow in order to maintain stable oscillations in a wider range pressure drops.
Для более эффективного использования ударных нагрузок, происходящих при возвратно-поступательном перемещении трубных частей относительно друг друга, а также в процессе работы излучателя упругих волн, целесообразно часть энергии, распространяющуюся вдоль скважинной установки, направлять через концентратор механических напряжений с регулируемым статическим напряжением на твердый забой скважины. Во избежание потерь на ожидаемых от статических напряжений искривлениях неподвижной трубной части и/или НКТ при передаче упругой энергии на забой скважины установка может быть снабжена, по крайней мере, одним пакером и/или центратором. В случае необходимости передачи части упругой энергии на стенки скважины от концентратора механических напряжений без упора его на забой целесообразно снабдить его, по крайней мере, одним центратором. Для более эффективной локализации знакопеременных гидродинамических нагрузок в зоне воздействия, при работе скважинной установки целесообразно на неподвижной трубной части или колонне НКТ установить, по крайней мере, один пакер.For more efficient use of shock loads that occur during the reciprocating movement of the pipe parts relative to each other, as well as during the operation of the emitter of elastic waves, it is advisable to direct part of the energy propagating along the well installation through a stress concentrator with adjustable static voltage to the hard bottom of the well . In order to avoid losses due to the expected from static stresses curvatures of the stationary pipe part and / or tubing during the transfer of elastic energy to the bottom of the well, the installation can be equipped with at least one packer and / or centralizer. If it is necessary to transfer part of the elastic energy to the borehole walls from the stress concentrator without focusing on the bottom, it is advisable to provide it with at least one centralizer. For more efficient localization of alternating hydrodynamic loads in the impact zone, when operating a well installation, it is advisable to install at least one packer on a fixed pipe part or tubing string.
С целью регулирования величины гидростатического давления в зоне действия скважинной установки выше пакера может быть установлен струйный насос с обратным клапаном. При использовании энергии потока добываемой скважиной жидкости, для приведения в действие скважинной установки колонна НКТ может быть соединена с глубинным насосом. Целесообразно подпружинить трубную часть, снабженную поршнем и приводом для управления клапаном-реле, для возвращения в исходное положение относительно неподвижной трубной части.In order to control the hydrostatic pressure in the operating area of the well installation, a jet pump with a non-return valve can be installed above the packer. When using the energy of the flow of the fluid produced by the well, to activate the well installation, the tubing string can be connected to a downhole pump. It is advisable to spring the tubular part, equipped with a piston and actuator for controlling the valve relay, to return to its original position relative to the stationary tubular part.
С помощью регулируемого зазора между гидрозатворами, установленными на последовательно соединенных полых цилиндрах разного диаметра, возможно производить настройку скорости движения трубной части, снабженной поршнем и приводом для управления клапаном-реле, которая, в свою очередь, будет зависеть от подаваемого на регулируемый зазор напора рабочей жидкости.By means of an adjustable gap between hydraulic locks installed on serially connected hollow cylinders of different diameters, it is possible to adjust the speed of the pipe part equipped with a piston and an actuator to control the relay valve, which, in turn, will depend on the pressure of the working fluid supplied to the adjustable clearance .
Вышеуказанные отличительные от прототипа признаки предложенного способа и скважинной установки определяют появление нового качества физического воздействия, которое обеспечивает не только наиболее полный охват по совокупности пластовых эффектов и процессов для максимального развития флюидодинамических процессов с инициированием новых фильтрационных полей в объеме залежи, для притока к скважинам с увеличением нефтедобычи и доизвлечением нефти, но и поддержание данных процессов в течение длительного периода разработки с максимальной адаптацией режимов воздействия к сопутствующим временным изменениям геологической среды под действием внешних и внутренних факторов.The above-mentioned distinguishing features from the prototype of the proposed method and well installation determine the emergence of a new quality of physical impact, which provides not only the most complete coverage of the reservoir effects and processes for the maximum development of fluid dynamics processes with the initiation of new filtration fields in the volume of the reservoir, for inflow to wells with an increase oil production and oil recovery, but also maintaining these processes over a long period of development with maximum adaptation of the regimes of influence to concomitant temporary changes in the geological environment under the influence of external and internal factors.
Продуктивные трещиновато-пористые сложнонапряженные нефтегазоводонасыщенные среды углеводородных залежей в результате генезиса и перманентно протекающих внутренних термодинамических процессов обладают своей пространственной, временной и функциональной структурой и наделены качествами «самоорганизующихся систем». Основные фундаментальные свойства подобных систем, которые определяют их функционирование и механизмы отклика на внешние воздействия, - это открытость, нелинейность, диссипативность и неравновесность. Постоянный обмен пластов энергией и веществом с окружающей средой вызывает в пластах неустойчивые состояния. Вследствие этого нелинейная, диссипативная горная пластовая среда находится в совокупности взаимосвязанных метастабильно равновесных состояний, постоянно сменяющихся в различных пространственных и временных масштабах. Данные состояния возникают на микроуровнях организации геологической среды и связаны со специфической конфигурацией поверхности твердой фазы, с физико-химическим взаимодействием флюидов с поверхностью минерального «скелета» и друг с другом, с переходом на более высокие уровни в процессах образования новой поверхности, перераспределением фаз, выделением свободного газа и связью с распределением полей механических напряжений, трещиноватости, фазовой насыщенности.Productive fractured-porous, highly stressed, oil and gas-saturated media of hydrocarbon deposits as a result of the genesis and permanently occurring internal thermodynamic processes have their spatial, temporal and functional structure and are endowed with the qualities of “self-organizing systems”. The main fundamental properties of such systems, which determine their functioning and response mechanisms to external influences, are openness, nonlinearity, dissipativity and nonequilibrium. The constant exchange of strata of energy and matter with the environment causes unstable states in the strata. As a result of this, a nonlinear, dissipative mountain formation medium is in a set of interconnected metastable equilibrium states that are constantly changing at different spatial and temporal scales. These states arise at the microlevels of the organization of the geological environment and are associated with the specific configuration of the surface of the solid phase, with the physicochemical interaction of fluids with the surface of the mineral “skeleton” and with each other, with a transition to higher levels in the processes of formation of a new surface, phase redistribution, precipitation free gas and due to the distribution of fields of mechanical stresses, fracture, phase saturation.
Различные процессы и явления, происходящие в нелинейных пластовых средах, имеют пороговый характер - при плавном изменении внешних условий состояние изменяется скачком. Даже относительно слабые возмущения могут значительно усиливаться. При этом совокупность взаимосвязанных метастабильных состояний определяет текущий частотный спектр отклика пластовой среды на внешнее воздействие волновым излучением, его поличастотность с набором определенных доминантных частот.Various processes and phenomena occurring in nonlinear reservoir media have a threshold character - with a smooth change in external conditions, the state changes abruptly. Even relatively weak disturbances can be greatly enhanced. In this case, a set of interconnected metastable states determines the current frequency spectrum of the response of the reservoir medium to external action by wave radiation, its frequency with a set of certain dominant frequencies.
Рассмотренные функциональности пластовых сред полностью определяют главные требования к максимально результативному воздействию, которое и обеспечивают предлагаемые признаки и операции способа.The considered functionalities of reservoir environments completely determine the main requirements for the most effective impact, which is provided by the proposed features and operations of the method.
Предлагаемое по способу волновое воздействие является максимально энергетически-информативным - поличастотным, ориентированным на реальный спектр метастабильных состояний пластовой среды именно в конкретном месте и времени, при этом воздействие наиболее полно учитывает временные изменения, происходящие в пластах под действием внутренних и внешних факторов (в том числе под влиянием самого воздействия), т.е. осуществляется «обучение» поличастотного волнового воздействия в течение всего достаточно длительного времени по информации, поступающей из пласта, по его постоянному тестированию. Проводимое тестирование основывается на полномасштабной информации, поступающей как от объемных дистанционных процессов изменения среды, например, на анализе волнового сейсмоакустического отклика из пласта, так и из локальных участков призабойных зон при гидродинамическом тестировании из скважин.The wave action proposed by the method is the most energy-informative - multifrequency, focused on the real spectrum of metastable states of the formation medium in a particular place and time, while the effect most fully takes into account temporary changes occurring in the layers under the influence of internal and external factors (including under the influence of the effect itself), i.e. “training” of the polyfrequency wave action is carried out for a sufficiently long time according to the information coming from the formation, according to its constant testing. The testing is based on full-scale information coming from both volumetric remote processes of environmental change, for example, on the analysis of the wave seismic-acoustic response from the reservoir, and from local sections of the bottom-hole zones during hydrodynamic testing from wells.
Именно поэтому данное поличастотное воздействие, даже существенно дистанционно ослабленное процессами расхождения, рассеивания и поглощения волн, является постоянным внешним «толчком-фактором», нарушающим в целом структурную совокупность метастабильных состояний, с переходом пластовой среды в возбужденное состояние и выделением большой собственной энергии механических напряжений горной среды, с генерацией вторичных излучений.That is why this multifrequency effect, even significantly remotely attenuated by the processes of wave divergence, scattering and absorption, is a constant external “push-factor” that violates the overall structural set of metastable states, with the formation medium becoming excited and the release of high intrinsic energy of mountain stresses environment, with the generation of secondary radiation.
Под действием данного поличастотного воздействия в геологической пластовой среде развиваются гистерезисные явления газовыделения, смачиваемости и трещинообразования, обеспечивающие повышение нефтеотдачи продуктивных пластов.Under the influence of this polyfrequency effect, hysteretic phenomena of gas evolution, wettability and crack formation develop in a geological formation environment, which provide enhanced oil recovery of productive formations.
При этом на микроуровне происходит скачкообразное перераспределение напряженного состояния среды с образованием дополнительной трещиноватости, инициируется движение фронтов раздела флюидов, которое усиливается также скачкообразным заполнением флюидом образующихся пустот-трещин. В разрывах насыщенности уплотненных зон резко инициируются и интенсифицируются процессы капиллярного пропитывания, мобилизуются изолированные кластеры флюидов, снижается влияние их вязкости, реализуются перепады давлений между низко- и высокопроницаемыми блоками, включаются и ускоряются фильтрационные процессы.In this case, at the micro level, an abrupt redistribution of the stress state of the medium occurs with the formation of additional fracturing, the movement of the fluid separation fronts is initiated, which is also enhanced by the abrupt filling of the resulting voids-cracks with the fluid. In saturation discontinuities of the densified zones, capillary impregnation processes are sharply initiated and intensified, isolated fluid clusters are mobilized, their viscosity is reduced, pressure differences between low- and high-permeability blocks are realized, and filtration processes are activated and accelerated.
Наилучшие результаты данного поличастотного воздействия достигаются при комбинировании скважинных источников, каждый из которых достаточно полно, с присутствием в спектре излучения помимо основной частоты гармоник более высоких или низких частот, одинаковых и/или сдвинутых по фазе, покрывает один из требуемых частотных диапазонов. Работа данных источников реализована в заявляемой установке. При реализации заявляемой скважинной установки также решается задача повышения эффективности передачи колебательной энергии из скважины в пласт.The best results of this multifrequency effect are achieved by combining borehole sources, each of which is quite complete, with the presence in the emission spectrum in addition to the fundamental frequency of harmonics of higher or lower frequencies, the same and / or phase shifted, covering one of the required frequency ranges. The work of these sources is implemented in the inventive installation. When implementing the inventive well installation, the problem of increasing the efficiency of transferring vibrational energy from the well to the formation is also solved.
В данном случае мы рассматриваем в качестве волнового излучения волны упругих колебаний, имея в виду, что схожие процессы возникают в пластах при воздействии волнами других физических излучений.In this case, we consider waves of elastic vibrations as wave radiation, bearing in mind that similar processes occur in the layers when the waves are subjected to other physical radiation.
При воздействии на существующие во многих залежах аномальные зоны: флюидозастойные области сводов, области крыльев пластовых структур, зоны разрывов со смещениями, зоны смыкания с повышенным механическим напряжением пород и др., а также на аномальные зоны инверсионных кольцевых структур, образованных несогласным наложением отложений пород различного возраста, которые проникают под залежи на большие глубины, происходит доизвлечение углеводородов из залежи и добавочное насыщение зон продуктивных залежей поступающими из глубин углеводородными флюидами. При этом указанные зоны определяются методами СЛБО или СЛОЭ, разработанными Институтом новых нефтегазовых технологий РАЕН.When exposed to the abnormal zones existing in many deposits: fluid-stagnant areas of arches, areas of the wings of reservoir structures, zones of discontinuities with displacements, zones of closure with increased mechanical stress of rocks, etc., as well as anomalous zones of inversion ring structures formed by inconsistent overlapping of various types of deposits age, which penetrate deep into the reservoirs, additional hydrocarbons are extracted from the reservoir and the zones of productive deposits are saturated with hydrocarbons coming from the depths natural fluids. Moreover, these zones are determined by the SLBO or SLOE methods developed by the Institute of New Oil and Gas Technologies of the Russian Academy of Natural Sciences.
Физическое воздействие на аномальные зоны в геологических пластовых средах в условиях проявления геопланетных факторов, например приливов и отливов, наиболее эффективно.The physical effect on the anomalous zones in geological reservoir environments under the conditions of manifestation of geoplanetary factors, such as tides, is most effective.
Повышение эффективности работы предлагаемой скважинной установки достигается за счет обеспечения согласованной работы в оптимальном режиме нескольких источников упругих волн, возможности их комбинирования и управления как при обработках призабойной зоны пласта в сочетании с закачкой реагентов, так и в процессе постоянной эксплуатации скважины, управления глубиной воздействия, а также повышения мощности упругого воздействия при тех же энергозатратах при обработке более глубоких скважин.Improving the efficiency of the proposed downhole installation is achieved by ensuring coordinated operation in the optimal mode of several sources of elastic waves, the possibility of combining and controlling them both during treatment of the bottom-hole formation zone in combination with injection of reagents, and during continuous operation of the well, controlling the depth of impact, and also increasing the power of elastic impact at the same energy consumption when processing deeper wells.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Физическое воздействие волновыми излучениями при разработке по целевому назначению может осуществляться на большие объемы углеводородной залежи, а также на части залежи и ее прискважинные зоны. При этом для достижения максимальных результатов предпочтительно поэтапное воздействие с полезными затратами энергии сначала в прискважинных зонах с дальнейшим распространением по залежи при большем времени воздействия.The physical impact of wave radiation during development for its intended purpose can be carried out on large volumes of hydrocarbon deposits, as well as on parts of the deposits and its near-well zones. Moreover, in order to achieve maximum results, it is preferable to stage the impact with useful energy costs first in the near-wellbore zones with further spread over the reservoir with a longer exposure time.
По углеводородной залежи проводят подготовительные работы по уточнению геологических особенностей залегания продуктивных пластов, распределения зон естественной трещиноватости, а по сейсмоакустической эмиссии определяют зоны повышенной активности. Определяют расположение наиболее предпочтительных объектов воздействия с выделением застойных, не охваченных процессом вытеснения зон по площади залежи и определяют скважины, зоны дренирования которых связаны с данными зонами. При необходимости пробуривают дополнительные скважины. В выделенных скважинах проводят промыслово-геофизические исследования, изучение кернов по данным скважинам и свойств пластовых жидкостей.Preparatory work is carried out on the hydrocarbon deposit to clarify the geological features of the occurrence of productive formations, the distribution of zones of natural fracturing, and zones of increased activity are determined by seismic acoustic emission. The location of the most preferred objects of influence is determined with the identification of stagnant zones not covered by the process of crowding out the area of the reservoir and wells, the drainage zones of which are associated with these zones, are determined. If necessary, drill additional wells. In the selected wells, field geophysical surveys are carried out, core studies are performed on these wells and properties of formation fluids.
Отбирают и обустраивают скважины для осуществления воздействия. В зависимости от типа скважины, конкретного этапа и характера физического воздействия в скважинах производят монтаж установки для осуществления способа и сопутствующего штатного нефтепромыслового оборудования. Также на скважинах устанавливают компоненты аппаратно-измерительного комплекса, созданного авторами для проведения тестирования по способу.Wells are selected and equiped for impact. Depending on the type of well, the specific stage and the nature of the physical impact in the wells, an installation is installed to implement the method and the associated standard oilfield equipment. Also, components of a hardware-measuring complex created by the authors for testing by the method are installed in the wells.
Предварительно в скважинах создают депрессионно-репрессионные возмущения пластового давления, проводят тестирование с записью и анализом поступающих из пласта сигналов сейсмоакустической эмиссии, а также тестируют гидродинамические параметры призабойных зон и состав извлекаемого пластового флюида. При этом для проведения анализа сигналов используется методика авторов предлагаемого изобретения, которая использует методы анализа нелинейных динамических процессов, математический аппарат фрактального анализа, Вейвлет-анализа с восстановлением картин фазового динамического состояния «странных аттракторов» среды, анализа динамики накопления энергии акустических сигналов в реальном времени и др. Также проводимый анализ на предварительном этапе включает комплекс компьютерных расчетов методом Монте-Карло пространственно-энергетического распределения возмущающих напряжений в пластах и объектах воздействия при возбуждении упругих волн или импульсов из выбранных скважин с учетом собственной сейсмической активности горной среды пластов. По проведенному анализу определяют частотные диапазоны поличастотного воздействия и оценивают энергетические параметры возбуждения, требуемые для достижения пороговых значений колебательных амплитудных параметров в требуемых зонах пласта.Previously, depression-repression disturbances of the reservoir pressure are created in the wells, testing is carried out with recording and analysis of seismic acoustic emission signals coming from the reservoir, and the hydrodynamic parameters of the bottom-hole zones and the composition of the extracted reservoir fluid are tested. In this case, the signal analysis uses the methodology of the authors of the present invention, which uses methods for analyzing nonlinear dynamic processes, a mathematical apparatus for fractal analysis, wavelet analysis with reconstruction of phase dynamic state patterns of “strange attractors” of the medium, analysis of the dynamics of energy storage of acoustic signals in real time and etc. Also, the analysis at the preliminary stage includes a complex of computer calculations using the Monte Carlo method of spatial-energy Cesky disturbing distribution of stresses in the layers and the objects influence in the excitation of elastic waves or pulses of the selected wells based private seismic activity mining environment reservoirs. Based on the analysis, the frequency ranges of the polyfrequency exposure are determined and the energy parameters of the excitation required to reach the threshold values of the vibrational amplitude parameters in the required zones of the formation are estimated.
По полученным параметрам производят настройку скважинной установки с заданием работы одновременно по крайней мере двух источников. При работе установки в скважинной жидкости в порах и каналах прискважинной зоны происходят импульсные гидродинамические и колебательные процессы с работой различных источников возбуждения упругих волн в окружающей геологической среде. При этом производят поличастотное воздействие на пласт. Периодически одновременно с поличастотным воздействием или во время остановок работы скважинных установок осуществляют работы по созданию депрессионно-репрессионных возмущений и тестированию с текущей записью и анализом, по результатом которого с регулированием параметров прокачки жидкости через установки корректируют частотные диапазоны и режимы поличастотного воздействия, комбинируют источники воздействия. Данные операции по способу осуществляют в течение определенного оптимального времени, затем прекращают.According to the obtained parameters, the well installation is set up with the task of at least two sources working simultaneously. When the installation is operating in a borehole fluid, pore and channels of the near-wellbore zone experience pulsed hydrodynamic and oscillatory processes with the operation of various sources of excitation of elastic waves in the surrounding geological environment. At the same time produce a polyfrequency effect on the reservoir. Periodically, simultaneously with polyfrequency exposure or during shutdowns of well installations, work is carried out to create depression-repression disturbances and testing with the current recording and analysis, as a result of which frequency ranges and modes of polyfrequency effects are adjusted with the regulation of pumping fluid through the installations, and the sources of exposure are combined. These operations according to the method are carried out for a certain optimal time, then stop.
Физическое воздействие по способу циклически повторяют до прекращения изменения отбора пластового флюида из скважин.The physical effect of the method is cyclically repeated until the change in the selection of reservoir fluid from the wells ceases.
Более подробно реализация способа показана при описании работы скважинной установки. Преимущества, а также особенности предлагаемой скважинной установки поясняются оптимальными вариантами ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображен продольный разрез заявляемой установки.In more detail, the implementation of the method is shown in the description of the operation of the well installation. The advantages, as well as the features of the proposed downhole installation are explained by the best options for its implementation with reference to the accompanying drawings, which schematically depict a longitudinal section of the inventive installation.
На фиг.1 схематично изображена скважинная установка для физического воздействия, которая работает от энергии потока рабочей жидкости с регулированием напора от устьевого насосного агрегата: а) без упора концентратора механических напряжений на забой; б) с упором концентратора механических напряжений на забой.Figure 1 schematically shows a downhole installation for physical impact, which works from the energy of the flow of the working fluid with pressure regulation from the wellhead pumping unit: a) without focusing the stress concentrator on the bottom; b) with emphasis on the concentrator of mechanical stresses on the face.
На фиг.2 схематично изображена скважинная установка для физического воздействия, работающая от части энергии, потребляемой от напора нагнетаемой в пласт рабочей жидкости.Figure 2 schematically shows a downhole installation for physical impact, working on the part of the energy consumed from the pressure pumped into the reservoir working fluid.
На фиг.3 схематично изображена скважинная установка для физического воздействия, работающая от части энергии, потребляемой от напора добываемой при помощи штангового или электроцентробежного глубинных насосов.Figure 3 schematically shows a downhole installation for physical impact, working on the part of the energy consumed from the pressure produced using a rod or electric centrifugal deep pumps.
На фиг.4 схематично изображена скважинная установка для физического воздействия, работающая от части энергии, потребляемой от напора фонтанирующей скважинной жидкости.Figure 4 schematically shows a downhole installation for physical impact, working on the part of the energy consumed from the pressure of the gushing well fluid.
Установка может быть выполнена как в виде отдельного компактного устройства, так и в виде ее составных частей, чередующихся с элементами скважинного оборудования.The installation can be performed both in the form of a separate compact device, and in the form of its components, alternating with elements of downhole equipment.
Скважинная установка состоит из спущенных в скважинное пространство колонны НКТ 1 с последовательно соединенными с ней двумя полыми цилиндрами разного диаметра 2, 3 и концентратором механических напряжений 4. С помощью подвижных гидрозатворов 5, 6 полые цилиндры соединены с подвижной трубной частью 7, снабженной поршнем 8 и приводом 9 для управления клапаном-реле 10, установленным на полом цилиндре. Во внутренней полости цилиндра установлен регулятор расхода 11, который как вариант содержит пульсирующее устройство 12 и соединяет полости цилиндров со скважинным пространством с помощью расходного отверстия 13, а внутреннюю полость подвижной трубной части - с помощью отверстия 14. На поршне установлен излучатель упругих волн 15. Для изоляции части скважинного пространства установлен пакер 16, а радиальные смещения установки в скважинном пространстве контролируются центраторами 17. В отдельном случае использования скважинной установки выше пакера установлен струйный насос с обратным клапаном 18, а для обеспечения возврата установки в исходное положение установлена пружина 19.The downhole installation consists of
Установка на фиг.1, а работает следующим образом.Installation in figure 1, and works as follows.
В скважинное пространство опускают на колонне НКТ 1 предварительно собранную установку так, чтобы расходное отверстие 13 совпадало с интервалом обрабатываемого пласта. При этом концентратор механических напряжений 4 установлен без упора на забой, например в случаях большого удаления забоя от продуктивного пласта, скважинное пространство не изолировано пакером 16, а положение установки в скважинном пространстве регулируется центраторами 17. В этом случае концентратор может быть снабжен отклонителями. Затем с помощью устьевого насосного агрегата устанавливается режим циркуляции рабочей жидкости через колонну НКТ 1, внутренние полости цилиндров 2, 3, регулятор расхода 11 и пульсирующее устройство 12, расходное отверстие 13, скважинное пространство, устье скважины и далее обратно в насосный агрегат. Величину напора рабочей жидкости, прокачиваемой через установку, определяет регулятор расхода 11, пульсирующее устройство 12 которого начинает генерировать упругие колебания в скважинном пространстве через расходное отверстие 13. Напор потока через отверстие 14 за счет разницы площадей подвижных гидрозатворов 5, 6 обеспечивает движение вверх подвижной трубной части 7, снабженной поршнем 8 и приводом 9 для управления клапаном-реле 10, приводя в действие излучатель упругих волн 15 и создавая знакопеременный фронт давления над и под поршнем 8.A pre-assembled installation is lowered into the borehole space on the
Движение вверх подвижной трубной части 7 продолжается до тех пор, пока привод 9 своим нижним упором не ударится об узел клапана-реле 10, управляющий открытием его отверстий, соединяющих внутренние полости цилиндров 2, 3 со скважинным пространством и стравливающих в этих полостях напор рабочей жидкости. Сила механического удара привода 9, зависящая от напора жидкости, резкое открытие клапана-реле 10 и его отверстий сопровождаются формированием импульсов напряжений в скважинном пространстве. Стравливание жидкости через открытое отверстие клапана-реле 10 и регулятор расхода 11 приводит к резкому снижению напора при условии сохранения расхода от устьевого насосного агрегата.The upward movement of the
Под действием силы тяжести или силы сжатой пружины 19, превышающей силу напора на разницу в площадях гидрозатворов 5, 6, происходит перемещение подвижных частей установки в исходное положение, сопровождаемое работой излучателя упругих волн 15 и фронтом повышенного давления перед поршнем 8. Движение продолжается до тех пор, пока привод 9 своим верхним упором не ударится об узел клапана-реле 10, управляющий закрытием его отверстий, соединяющих внутренние полости цилиндров 2, 3 со скважинным пространством. При этом возможно разгрузку массы подвижной трубной части 7 осуществить через поршень 8 на концентратор механических напряжений 4 для формирования на нем импульса напряжений. Резкое закрытие клапана-реле 10 так же как его открытие сопровождается импульсом давления в скважинном пространстве.Under the action of gravity or the force of the
При условии изменения насосным агрегатом расхода прокачиваемой жидкости возможно проводить управляемое комбинирование излучающих устройств. При росте расхода потока происходит задержка подвижной трубной части 7 в верхнем положении и интенсивные пульсации расхода в пульсирующем устройстве 12, сопровождаемые колебаниями давления в скважинном пространстве повышенной амплитуды. Периодически меняя расход от насосного агрегата, возможно совместить работу пульсирующего устройства 12 и излучателя упругих волн 15, частотный диапазон которого изменяется от скорости перемещения трубной части 7, в свою очередь зависящей от силы подаваемого через отверстие 14 напора рабочей жидкости и массы подвижных частей установки. Изменение скорости перемещений трубной части 7 влияет на частоту возвратно-поступательных циклов и изменение величины знакопеременных давлений в скважинном пространстве при движении поршня 8. Поддерживая расход рабочей жидкости постоянным, подключаем в работу пульсирующее устройство 12, излучатель упругих волн 15, создаем импульсы напряжений при открытии и закрытии клапана-реле 10. Во всех случаях возвратно-поступательного движения подвижной трубной части 7 формируем знакопеременный фронт давления над и под ее поршнем 8.Provided that the pump unit changes the flow rate of the pumped liquid, it is possible to carry out controlled combination of radiating devices. When the flow rate increases, the
Для воздействия упругими волнами при более интенсивных гидравлических перепадах напора рабочей жидкости для создания депрессионно-репрессионных возмущений, а также для создания дилатационно-волновых возмущений пластовой среды концентратор механических напряжений 4 разгружают на твердый забой (фиг.1,б) с регулируемой статической нагрузкой и изолируют с помощью пакера 16 интервал выбранного пласта. При таком варианте выше пакера 16 возможна установка струйного насоса с обратным клапаном 18. Установка позволяет одновременно с воздействием упругими колебаниями проводить закачку функциональных рабочих жидкостей с повышенным расходом и напором по величине, сравнимой с величиной напора при гидравлическом разрыве пласта, а также регулировать уровень отбираемого пластового флюида. При закачке рабочей жидкости в пласт обратный клапан струйного насоса 18 закрыт, что позволяет изолировать скважинное пространство выше пакера 16 от воздействия избыточного напора жидкости. Подвижная трубная часть 7, совершая возвратно-поступательные движения, приводит в действие, кроме рассмотренных выше излучающих устройств, механизм передачи ударных импульсов, происходящих при остановке подвижных частей установки, через концентратор механических напряжений 4 на забой скважины. Увеличение расхода потока рабочей жидкости в пласт, связанное с образованием трещин, приводит подвижные части установки в крайнее верхнее положение с открытием отверстий клапана-реле 10, что уменьшает потери напора жидкости, движущейся через установку в трещины пласта. При отборе из скважинного пространства пластового флюида рабочая жидкость от устьевого насосного агрегата подается в скважинное пространство выше пакера 16, попадает в струйный насос с обратным клапаном 18 и через колонну НКТ 1, устье скважины возвращается в насосный агрегат, откачивая при этом через установку пластовый флюид.For exposure to elastic waves at more intense hydraulic differences in the pressure of the working fluid to create depression-repression perturbations, as well as to create dilatation-wave perturbations of the formation medium, the
Постоянная подвижность частей установки, ударные нагрузки и работа различного вида излучателей упругих волн, а также периодическое открывание дополнительных отверстий позволяют производить чистку застойных зон как частей самой установки, так и прилегающих стенок обсадной колонны скважины, освобождая последнюю от отложения солей и механических примесей.The constant mobility of the parts of the installation, shock loads and the operation of various types of emitters of elastic waves, as well as the periodic opening of additional holes, make it possible to clean the stagnant zones of both parts of the installation and the adjacent walls of the casing of the well, freeing the latter from deposits of salts and mechanical impurities.
Скважинная установка на фиг.2 при использовании энергии, потребляемой от напора нагнетаемой в пласт рабочей жидкости, работает следующим образом.The downhole installation in figure 2 when using the energy consumed from the pressure pumped into the reservoir working fluid, operates as follows.
В скважинное пространство опускают на колонне НКТ 1, предварительно собранную установку так, чтобы расходное отверстие 13 совпадало с интервалом обрабатываемого пласта. При этом концентратор механических напряжений 4 разгружают на твердый забой с регулируемой статической нагрузкой и изолируют с помощью пакера 16 интервал выбранного пласта, а положение установки в скважинном пространстве регулируется с помощью центратора 17 и пакера 16. Нагнетаемая от КНС через колонну НКТ 1 рабочая жидкость поступает во внутренние полости цилиндров 2, 3 через регулятор расхода 11 и пульсирующее устройство 12, расходное отверстие 13, скважинное пространство, и закачивается в пласт. Величину энергии, потребляемой от напора нагнетаемой в пласт рабочей жидкости, определяет регулятор расхода 11, пульсирующее устройство 12 которого начинает генерировать упругие колебания в скважинном пространстве через расходное отверстие 13. Совершаемые при этом возвратно-поступательные движения подвижных частей установки запускают описанные выше механизмы излучения упругих волн.On the
Установка на фиг.3 при использовании энергии, потребляемой от напора добываемой при помощи глубинного насоса (штангового или электроцентробежного) пластовой жидкости, работает следующим образом.Installation in figure 3 when using the energy consumed from the pressure produced using a deep pump (sucker rod or electric centrifugal) formation fluid, works as follows.
В скважинное пространство опускают на колонне НКТ 1 предварительно собранную установку так, чтобы расходное отверстие 13 совпадало с интервалом обрабатываемого пласта. При этом концентратор механических напряжений 4 разгружают на твердый забой с регулируемой статической нагрузкой и изолируют с помощью пакера 16 интервал выбранного пласта, а положение установки в скважинном пространстве регулируется с помощью центратора 17 и пакера 16. Работа глубинного насоса сопровождается отбором пластовой жидкости. При этом величину потери напора определяет регулятор расхода 11, создавая избыточное давление в скважинном пространстве. За счет силы, определяемой перепадом давления на регуляторе расхода 11 и разницей в площадях гидрозатворов 5, 6, подвижные части установки приводятся в движение, запуская описанные выше механизмы излучения упругих волн. При использовании штангового глубинного насоса, работающего от привода станка-качалки и производящего возвратно-поступательные движения плунжера насоса, в колонне НКТ 1 возникают импульсы сжатия и растяжения, которые через установку и ее концентратор механических напряжений 4 передаются на забой скважины или ее стенки.A pre-assembled installation is lowered into the borehole space on the
При использовании части энергии, добываемой фонтанным способом пластовых флюидов (фиг.4), механизм излучения упругих волн аналогичен вышеописанному.When using part of the energy produced by the fountain method of reservoir fluids (Fig. 4), the mechanism of emission of elastic waves is similar to that described above.
Пример 1 осуществления способаAn example of the method
Выбранный на основе подготовительных работ для осуществления способа участок нефтяного месторождения включает 2 нагнетательные и 14 добывающих скважин. Схема участка залежи представлена на фиг.5. Объектами разработки являются пласты песчаников терригенной толщи нижнего карбона (ТТНК). Средняя нефтенасыщенная толщина пластов 0,78-2,19 м, пористость - 0,17-0,23. Проницаемость изменяется от 0,08 мкм2 до 1,43 мкм2. Плотность нефти в условиях залегания пластов 879,0-908,0 кг/м3, вязкость - 13-34 мПа·с, давление насыщения - 7,1 МПа. Глубины до кровли пластов - 1240-1310 м. Обводненность продукции участка залежи по ТТНК -42%.Selected on the basis of preparatory work for the implementation of the method, the section of the oil field includes 2 injection and 14 production wells. A diagram of the deposit site is shown in FIG. 5. The objects of development are sandstone strata of the terrigenous sequence of the Lower Carboniferous (TTNK). The average oil-saturated thickness of the strata is 0.78-2.19 m, and the porosity is 0.17-0.23. Permeability varies from 0.08 μm 2 to 1.43 μm 2 . The oil density in the conditions of bedding of the layers is 879.0-908.0 kg / m 3 , the viscosity is 13-34 MPa · s, the saturation pressure is 7.1 MPa. Depths to the top of the strata are 1240-1310 m. The water cut of the products of the deposit section by TTNK is -42%.
Среднесуточная текущая добыча нефти по участку 69,9 т/сут, средняя приемистость нагнетательных скважин 16 м3/сут, средний дебит добывающих скважин по нефти 4,9 т/сут. Добывающие скважины эксплуатируются при помощи штангового глубинного насоса.The average daily current oil production in the area is 69.9 tons / day, the average injectivity of injection wells is 16 m 3 / day, the average production rate of oil wells is 4.9 tons / day. Production wells are operated using a sucker rod pump.
Распределение по обводненности: 3 скважины продуцируют с обводненностью от 13,9 до 16,4%, 7 скважин - от 20,6 до 45,7%, 4 - от 70,2 до 96,8%.Distribution by water cut: 3 wells produce water cut from 13.9 to 16.4%, 7 wells - from 20.6 to 45.7%, 4 - from 70.2 to 96.8%.
Было произведено обустройство участка и подготовительные работы. По отобранным на участке керновым материалам и пробам пластовых флюидов провели комплекс лабораторных исследований.An arrangement of the site and preparatory work were carried out. A set of laboratory tests was carried out for core materials and samples of reservoir fluids collected at the site.
В начале реализации способа в нагнетательных скважинах 1 и 2 после отбивки забоев, промывки и шаблонирования стволов спустили на НКТ скважинную установку (в дальнейшем УКВС), выше которой на трубах были установлены пакеры с якорями. Устьевую арматуру обвязали с насосными агрегатами типа СИН-35 и через смеситель с кислотными агрегатами. Приемные шланги насосных агрегатов отвели в технологическую емкость с объемом около 30 м3 с рабочей жидкостью (техническая вода с добавлением ПАВ). Прокачку рабочей жидкости проводили в сменяющихся режимах: насосный агрегат - НКТ - УКВС - затрубное пространство -технологическая емкость - насосный агрегат (согласно схеме на фиг.1, а);At the beginning of the implementation of the method in
посадка пакера с упором УКВС на забой - задавка жидкости в пласт - отбор жидкости из пласта (согласно схеме 1, б). Одновременно осуществляли тестирование пласта с записью поступающих из пласта сигналов сейсмоакустической эмиссии (САЭ) с применением аппаратно-измерительного комплекса, включающего акустические преобразователи типа ДН-(3,4)-М1, устройства усиления сигналов, ВШВ-003-М3, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) Е-330, портативный компьютер со специальным программным комплексом.Packer planting with an emphasis of FFM on the face - fluid injection into the reservoir - fluid withdrawal from the reservoir (according to
Также тестировали гидродинамические параметры призабойных зон скважин 1 и 2 для оценки их гидропроводности и приемистости. На фиг.6 представлены спектр сигнала САЭ и коэффициент восстановления давления (КВД) для скважины 1. Изменение гидропроводности оценивалось по углу наклона графика КВД к оси абсцисс. Приемистость пласта определялась с помощью ультразвукового расходомера типа «ДНЕПР». В отбираемых пробах определили коэффициент взвешенных частиц - 200 мг/л и коэффициент светопоглощения - 48,3 см-1. В результате тестирования приемистость скважин 1 и 2 составила соответственно 50 м3/сут и 80 м3/сут при 10 МПа. По спектру сигнала САЭ пластов скважин 1 и 2 определили их доминантные частотные диапазоны: (5-35 Гц); (10-300 Гц); (200-700 Гц) для скважины 1; (25-50 Гц); (70-100 Гц); (500-800 Гц) для скважины 2. С помощью ВШВ-003-М3 определили амплитудный режим воздействия для достижения пороговых значений в среде колебательных смещений ≈0,6 мкм при колебательном ускорении ≈0,3 м/с2.The hydrodynamic parameters of the bottom-hole zones of
Согласно полученным параметрам определили режим воздействия, для чего выбрали требуемый расходно-напорный режим прокачивания жидкости через скважинную установку: для скважины 1-50 м3/сут при 13 МПа; для скважины 2-80 м3/сут при 13 МПа, обеспечивающий комбинированное излучение скважинной установкой в диапазонах: (20-30 Гц); (450-500 Гц); (750-800 Гц) - для скважины 1; (50-100 Гц); (500-800 Гц) - для скважины 2. К скважинам (фиг.2) подключили водоводы для нагнетания жидкости через УКВС в пласт.According to the obtained parameters, the impact mode was determined, for which the required flow-pressure mode of pumping fluid through the well installation was chosen: for a well 1-50 m 3 / day at 13 MPa; for a well 2-80 m 3 / day at 13 MPa, which provides combined radiation from a well installation in the ranges: (20-30 Hz); (450-500 Hz); (750-800 Hz) - for
При этом в добывающих скважинах 7 и 13 (фиг.3) произвели переоборудование штанговых глубинных насосов - хвостовики насосов соединили с помощью НКТ с УКВС с разгрузкой на искусственный зацементированный забой. Далее при работе штанговых глубинных насосов с отбором жидкости из скважин создавали дилатационно-волновые возмущения в залежи в низкочастотном диапазоне.At the same time, in
Через 25 суток нагнетательные скважины 1 и 2 остановили, подключили насосный агрегат и произвели депрессионно-репрессионное воздействие с тестированием. В результате анализа сигнала САЭ пластов определили их частотные спектры. В спектре сигнала САЭ скважины 1 (фиг.7, а) пропала высокочастотная составляющая, а спектр сигнала скважины 2 существенно не изменился. В результате тестирования гидродинамических параметров (по уменьшению угла наклона КВД) установили увеличение гидропроводности (фиг.7, б) пласта скважины 1. Гидропроводность пласта скважины 2 существенно не изменилась. По результатам тестирования, в режиме обратной связи произвели корректировку частотных диапазонов источников излучения и их комбинирование для скважины 1. Режим обратной связи осуществляют в условиях непрерывного мониторинга рабочих параметров УКВС. Для этого, регулируя расходно-напорный режим прокачивания жидкости через УКВС, настроили ее частотный диапазон излучения в соответствии с частотным спектром САЭ пласта, при оптимальном совпадении прокачиваемого расхода с приемистостью. В результате УКВС настроили на работу в двух частотных диапазонах (5-15 Гц) и (100-300 Гц) при прокачивании через нее жидкости с расходом 40 м3/сут и давлении нагнетания 12 МПа. Поскольку при тестировании параметров в скважине 2 существенных изменений не наблюдалось, то режимы воздействия оставили прежними. К скважинам 1 и 2 (фиг.2) подключили водоводы с давлением нагнетания жидкости 12 МПа для скважины 1 и давлением нагнетания 13 МПа для скважины 2. Затем эксплуатация скважин возобновлялась в условиях поличастотного воздействия.After 25 days,
В таком режиме процесс эксплуатации участка с физическим воздействием осуществлялся в течение 1,5 месяца. В результате по истечении данного периода времени среднесуточная добыча нефти по участку возрастает до 93,6 т (на 34%), при этом весовая обводнененность по участку понизилась на 17%, коэффициент взвешенных частиц уменьшился до 50 мг/л, а коэффициент светопоглощения увеличился до 60,1 см-1, что свидетельствует о вовлечении в разработку застойных периферийных зон.In this mode, the operation of the site with physical impact was carried out for 1.5 months. As a result, after this period of time, the average daily oil production in the area increases to 93.6 tons (by 34%), while the weighted water cut in the area decreased by 17%, the coefficient of suspended particles decreased to 50 mg / l, and the light absorption coefficient increased to 60.1 cm -1 , which indicates the involvement of stagnant peripheral zones in the development.
Пример 2 осуществления способа в условиях вскрытия скважинами многопластовых залежейExample 2 of the method in the conditions of opening wells multilayer deposits
Добывающая скважина вскрывает продуктивные карбонатные пласты Осинского горизонта, билирской свиты на интервалах 1370-1377 м, 1389-1393 м и 1399-1410 м. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 168 мм с искусственным забоем 1434 м. Перфорация ПК-105Н-ГП по 20 отв/пог.м. По техническому состоянию на начало обработки колонна герметична, пластовое давление 8,5 МПа (по интерпретации ГДИ), дебит 52 м3/сут (по результатам освоения, прослеживания притока, штуцер 6 мм). По определению профилей притока после бурения освоен только интервал 1389-1393 м. Остальные интервалы не работают.The production well reveals productive carbonate formations of the Osinsky horizon, the Bilir formation at intervals of 1370–1377 m, 1389–1393 m and 1399–1410 m. The well is cased with a production string of 168 mm with an artificial bottom of 1434 m. Perforation PK-105N-GP at 20 holes / running meters According to the technical condition, the column is tight at the beginning of processing, the reservoir pressure is 8.5 MPa (according to the GDI interpretation), the flow rate is 52 m 3 / day (according to the results of development, monitoring of the inflow, the nozzle is 6 mm). By definition of the inflow profiles after drilling, only the interval 1389-1393 m was mastered. The remaining intervals do not work.
Провели подготовительные работы: промывку ствола скважины, шаблонирование и др.Conducted preparatory work: flushing the wellbore, patterning, etc.
Затем с применением аппаратно-измерительного комплекса одновременно с проведением операций снятия КВУ и КВД, РГД-5 осуществили предварительное тестирование пласта с записью сигналов сейсмоакустической эмиссии, определили состав пластового флюида и гидродинамические параметры по интервалам пласта. По результатам тестирования определили частотные диапазоны - (15-25 Гц), (250-350 Гц) и (600-750 Гц) и амплитудные режимы воздействия по достижении в среде пороговых колебательных смещений ≈0,8 мкм при колебательном ускорении ≈0,28 м/с2.Then, with the use of a hardware-measuring complex, simultaneously with the operations of removing the HLR and HPC, RGD-5, the formation was pre-tested with the recording of seismic acoustic emission signals, the composition of the formation fluid and the hydrodynamic parameters were determined from the intervals of the formation. Based on the test results, we determined the frequency ranges - (15–25 Hz), (250–350 Hz) and (600–750 Hz) and amplitude modes of exposure upon reaching threshold vibrational displacements in the medium of ≈0.8 μm with vibrational acceleration of ≈0.28 m / s 2 .
Далее в скважину на НКТ спустили УКВС с техническими характеристиками излучающих элементов, настроенных согласно полученным данным, в компоновке с пакерами. На трубах НКТ установили также элементы аппаратно- измерительного комплекса. Расходное отверстие УКВС установили на глубине 1405 м (без установки пакеров). Устьевую арматуру обвязали с обратной и напорной линией для параллельной работы насосных агрегатов СИН-31, с использованием манифольдных модулей, смесительного агрегата, технологических емкостей.Then, the UKVS was lowered into the well on the tubing with the technical characteristics of the radiating elements tuned according to the data obtained, in an arrangement with packers. Elements of a hardware-measuring complex were also installed on tubing pipes. The supply hole UKVS installed at a depth of 1405 m (without installing packers). Wellhead fittings were tied with a return and pressure line for parallel operation of SIN-31 pumping units, using manifold modules, a mixing unit, and technological tanks.
С включением насосных агрегатов и с циркуляцией рабочей жидкости через НКТ - УКВС - затрубное пространство - технологическая емкость - насосные агрегаты с расходом 7-8 л/сек осуществляли поличастотное воздействие на пласт в течение 1 часа.With the inclusion of pumping units and with the circulation of the working fluid through the tubing - UKVS - annular space - technological capacity - pumping units with a flow rate of 7-8 l / s performed a polyfrequency impact on the reservoir for 1 hour.
Далее осуществляли закачку рабочей жидкости в циклических режимах: при закрытом на устье затрубном пространстве с задавкой в пласт при давлении, не превышающем 11,5 МПа, в течение 10-15 мин, с последующим открытием затрубного пространства, изливом из пласта и последующей циркуляции жидкости с расходом 7-8 л/сек в течение 15-30 мин, с повторением циклов задавка - излив 3 раза. Одновременно осуществляли тестирование пласта по всем продуктивным интервалам с записью сигналов сейсмоакустической эмиссии (в периоды остановки насосов), определением приемистости и анализом проб пластовой жидкости. По результатам проведенного анализа изменили частотные диапазоны воздействия - (5-15 Гц) и (100-200 Гц).Next, the working fluid was pumped in cyclic modes: when the annular space was closed at the mouth with the pressure in the reservoir at a pressure not exceeding 11.5 MPa for 10-15 minutes, followed by the opening of the annulus, outflow from the reservoir and subsequent circulation of fluid with with a flow rate of 7-8 l / s for 15-30 minutes, with repetition of cycles, crushing - pouring 3 times. At the same time, the formation was tested at all productive intervals with the recording of seismic-acoustic emission signals (during pump shutdown periods), the determination of injectivity and the analysis of formation fluid samples. According to the results of the analysis, the frequency ranges of exposure were changed - (5-15 Hz) and (100-200 Hz).
Произвели репрессионное воздействие на пласт одновременно с поличастотным в режиме циркуляции путем ограничения расхода вытекающей из скважины по затрубному пространству жидкости и доведения давления закачки в НКТ до 14-17 МПа, повышения забойного давления на 4-7 МПа в течение 15 мин, с последующим полным открытием затрубной задвижки и продолжением циркуляции с изливом из пласта в течение 30 мин.They repressed the reservoir at the same time as the multifrequency mode of circulation by limiting the flow rate of fluid flowing from the well through the annulus and increasing the injection pressure in the tubing to 14-17 MPa, increasing the bottomhole pressure by 4-7 MPa for 15 minutes, followed by full opening annular valve and continued circulation with a spout from the reservoir for 30 minutes
С подъемом труб НКТ установили расходное отверстие скважинной установки на уровне 1374 м и произвели вышеописанные операции по поличастотному воздействию совместно с депрессией или репрессией в течение 1,5 часов.With the rise of the tubing pipes, the flow hole of the well installation was installed at the level of 1374 m and the above-described operations for polyfrequency exposure were performed together with depression or repression for 1.5 hours.
Осуществили изоляцию интервала 1370-1377 м посадкой пакеров. Подключили к НКТ напорную линию, насосные агрегаты и параллельно к ним кислотные агрегаты. Произвели опрессовку давлением 21 МПа. Закачали оторочку нефти 0,5 м3, затем кислотным агрегатом оторочку 2 м3 кислоты. Затем закачали нефтекислотную эмульсию 8 м3 при Р=20 МПа, далее продавили в пласт сначала нефть 4,5 м3, затем воду 4,5 м3 при давлении Р=18 МПа. После реагирования (2 часа) и стабилизации пластового давления провели тестирование пласта.Isolation of the interval 1370-1377 m by landing packers. They connected a pressure line, pump units and acid units in parallel to them. They made a pressure test with a pressure of 21 MPa. An oil rim of 0.5 m 3 was pumped, then a rim of 2 m 3 of acid was added with an acid aggregate. Then, an oil acid emulsion of 8 m 3 was pumped at P = 20 MPa, then
Данные операции повторяли, начиная с переустановки расходного отверстия УКВС на уровне 1405 и изоляции интервала 1399-1410 м.These operations were repeated, starting with the reinstallation of the supply hole UKVS at the level of 1405 and isolation of the interval 1399-1410 m.
По результатам тестирования для проведения гидравлического разрыва пласта был выбран интервал 1399-1410 м. После подключения дополнительных насосных агрегатов, смесительного агрегата MS-60, дополнительной обвязки с манифольдным модулем и емкостями для промывочной жидкости и жидкости разрыва производилась опрессовка собранной линии. После закачки в пласт нефтекислотной эмульсии с продавкой нефти, затем жидкости разрыва давление закачки поднялось до 34 МПа - начался процесс раскрытия трещин. В качестве жидкости разрыва использовался гель XL, полученный добавлением в воду комплекса полимеров и реагентов. После закачки 30,5 м3 жидкости разрыва давление закачки упало до 25 МПа, после чего закачали смесь с концентрацией проппанта 100 кг/м3 в объеме 42,6 м3, в качестве которого был использован Карболайт 16/20. Всего использовано 3,5 т проппанта. Затем продавили воду, обработанную раствором ПАВ, в объеме 70 м3.According to the test results, an interval of 1399-1410 m was chosen for hydraulic fracturing. After connecting additional pumping units, an MS-60 mixing unit, additional piping with a manifold module and tanks for flushing fluid and fracturing fluid, the assembled line was crimped. After the injection of oil-acid emulsion into the formation with the sale of oil, then the fracturing fluid, the injection pressure rose to 34 MPa - the crack opening process began. An XL gel obtained by adding a complex of polymers and reagents to water was used as a fracturing fluid. After 30.5 m 3 of the fracturing fluid was injected, the injection pressure dropped to 25 MPa, after which the mixture was pumped with a proppant concentration of 100 kg / m 3 in a volume of 42.6 m 3 , of which
Произвели срыв пакеров и извлечение подземного оборудования с установкой УКВС. Скважину промыли от осевшего на забой проппанта и после спуска эксплуатационного оборудования сдали в эксплуатацию. Проведенные спустя трое суток геофизические исследования показали равномерный приток нефти по всем трем продуктивным интервалам с общим дебитом 150 м3/сут пластовой жидкости.Packers were disrupted and underground equipment was removed with the installation of the airborne firefighter. The well was washed from the proppant that had settled on the face and, after the production equipment was launched, was put into operation. Three days later, geophysical studies showed a uniform flow of oil over all three productive intervals with a total flow rate of 150 m 3 / day of formation fluid.
Использование изобретения позволяет существенно повысить эффективность процессов добычи углеводородов, качества обработок скважин за счет оптимизации физического воздействия на пласт, максимального использования его полезных эффектов и собственного потенциала залежи при сокращении затрат энергии, трудозатрат, расширения условий применимости воздействия в осложненных условиях разработки залежей углеводородов. Кроме того, изобретение можно эффективно использовать в скважинах с повышенным солеотложением. Изобретение может быть эффективно использовано в горной промышленности для воздействия с целью извлечения газа и других полезных ископаемых.The use of the invention can significantly increase the efficiency of hydrocarbon production processes, the quality of well treatments by optimizing the physical impact on the formation, maximizing the use of its beneficial effects and the reservoir’s own potential while reducing energy costs, labor costs, expanding the conditions of applicability of the impact in complicated conditions for developing hydrocarbon deposits. In addition, the invention can be effectively used in wells with high scaling. The invention can be effectively used in the mining industry for exposure to extract gas and other minerals.
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149587/03A RU2366806C1 (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149587/03A RU2366806C1 (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007149587A RU2007149587A (en) | 2009-07-10 |
RU2366806C1 true RU2366806C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41045365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149587/03A RU2366806C1 (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366806C1 (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460876C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for performing pulse hydraulic fracturing of carbonate formation |
RU2468192C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Implosion-hydropulse device for stimulation of well productivity |
RU2473797C1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Method for intensifying oil extraction from well |
RU2483200C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-05-27 | Рустэм Наифович Камалов | Method of hydrodynamic action on bottom-hole formation zone |
WO2013154449A1 (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Виатех" | Set of equipment for extracting highly viscous oil |
RU2524707C2 (en) * | 2011-12-02 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (НГТУ) | Gas well vibroexciter drive |
RU2526922C2 (en) * | 2012-01-17 | 2014-08-27 | Валерий Петрович Дыбленко | Oil deposit development method |
RU2534116C1 (en) * | 2013-08-30 | 2014-11-27 | Сергей Александрович Ерилин | Method and arrangement of hydram for bottomhole formation area and well development |
RU2562358C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Александр Владимирович Шипулин | Development method of deposits of high-viscosity oils and bitumens |
RU2582359C2 (en) * | 2014-02-18 | 2016-04-27 | Юрий Александрович Сарапулов | Wave impact device for mineral deposits |
RU2584191C2 (en) * | 2012-01-17 | 2016-05-20 | Валерий Петрович Дыбленко | Method for hydraulic fracturing of productive formation |
RU2797165C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-05-31 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for development of high-viscosity oil of the bashkir facility |
-
2007
- 2007-12-28 RU RU2007149587/03A patent/RU2366806C1/en active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468192C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Implosion-hydropulse device for stimulation of well productivity |
RU2460876C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for performing pulse hydraulic fracturing of carbonate formation |
RU2473797C1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕРЮНИС" | Method for intensifying oil extraction from well |
RU2524707C2 (en) * | 2011-12-02 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (НГТУ) | Gas well vibroexciter drive |
RU2483200C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-05-27 | Рустэм Наифович Камалов | Method of hydrodynamic action on bottom-hole formation zone |
RU2526922C2 (en) * | 2012-01-17 | 2014-08-27 | Валерий Петрович Дыбленко | Oil deposit development method |
RU2584191C2 (en) * | 2012-01-17 | 2016-05-20 | Валерий Петрович Дыбленко | Method for hydraulic fracturing of productive formation |
WO2013154449A1 (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Виатех" | Set of equipment for extracting highly viscous oil |
RU2534116C1 (en) * | 2013-08-30 | 2014-11-27 | Сергей Александрович Ерилин | Method and arrangement of hydram for bottomhole formation area and well development |
RU2582359C2 (en) * | 2014-02-18 | 2016-04-27 | Юрий Александрович Сарапулов | Wave impact device for mineral deposits |
RU2562358C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-09-10 | Александр Владимирович Шипулин | Development method of deposits of high-viscosity oils and bitumens |
RU2797165C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-05-31 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for development of high-viscosity oil of the bashkir facility |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007149587A (en) | 2009-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
RU2478778C2 (en) | Treatment method of productive formation, and downhole equipment for its implementation | |
Huenges | Enhanced geothermal systems: Review and status of research and development | |
RU2343275C2 (en) | Method of intensification of natural gas extraction from coal beds | |
CN103299031B (en) | Multi-stage fracture injection method for improving shale resource production | |
US7559373B2 (en) | Process for fracturing a subterranean formation | |
CN104832149A (en) | Electric pulse assisted hydrofracture unconventional gas reservoir permeability increasing method | |
RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
RU2515651C1 (en) | Method for multiple hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well | |
CN106761650A (en) | Oil, many microcrack pressure break block releasing techniques of well | |
Abramova et al. | Analysis of the modern methods for enhanced oil recovery | |
RU2357073C2 (en) | Method of development of mineral deposits extracted through wells | |
US20210301657A1 (en) | Generating tube waves within a wellbore using an electrohydraulic discharge source | |
US20210301652A1 (en) | Assessing wellbore characteristics using high frequency tube waves | |
CN109973037A (en) | Reservoir exploitation incentive structure and exploitation method of shale gas reservoir | |
RU2291955C1 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
Miao et al. | Development status and prospect of staged fracturing technology in horizontal wells | |
RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method | |
RU2620099C1 (en) | Method of increasing productivity of development wells and injection capacity of injection wells | |
RU2261990C2 (en) | Method for applying thermogas-dynamic action to bed and solid fuel charge for above method implementation | |
RU2247828C2 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
RU2740630C1 (en) | Method for reduction of excessive elastic energy in deep seismic dangerous segments of fractures | |
RU2291954C2 (en) | Method for extracting hydrocarbon deposits including complex physical bed stimulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100720 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |