DE60025042T2

DE60025042T2 - Verfahren zur verbesserung der gewinnung von öl

Info

Publication number: DE60025042T2
Application number: DE60025042T
Authority: DE
Inventors: Ikram Gadji Aga Ogly Kerimov; Seymur Ikram Ogly Kerimov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2020-11-23
Also published as: EA200000097A1; AU2001221535A1; CA2406794A1; EP1266121A1; EP1266121B1; WO2001069038A1; ATE313698T1; EA001474B1; DE60025042D1; WO2001069038A8; CA2406794C

Description

Die Erfindung betrifft die Ölgewinnungsindustrie und wird zur Steigerung der Ölproduktion und der Ölgewinnung einer Öllagerstätte (Ölfeld) durch deren Aussetzen einer Einwirkung von Schwingungen von der Erdoberfläche her angewandt.
Aus dem Stand der Technik ist ein Verfahren bekannt, eine ölhaltige Lagerstäte der Einwirkung von Schwingungen auszusetzen, wobei diese Aktion unmittelbar mit der Lagerstätte durch einen zusätzlich gebohrten Brunnen ausgeübt wird ( RU 2105135 C1 , 20/02/1998).
Es ist ebenso bekannt, eine Öl-enthaltende Lagerstätte der Einwirkung von Schwingungen von der Erdoberfläche her auszusetzen ( RU 2078913 C1 , 10/05/1997).
Die Verfahren gemäß Stand der Technik sind insofern nachteilig, als die Vibratoren willkürlich installiert sind, ohne den Spannungszustand der Lagerstätte zu berücksichtigen. Dies resultiert in einem relativ niedrigen Anstieg der Ölgewinnung und dementsprechend in höheren wirtschaftlichen Aufwendungen.
Das schließliche Ziel der Vereinigung technischer Lösungen besteht in der Steigerung der Ölproduktion und der Erschließung einer Öl-enthaltenden Lagerstätte.
In Anbetracht dieses und anderer Ziele umfasst das Verfahren die Bestimmung des Charakters des Spannungszustandes einer Öl-enthaltenden Lagerstätte unter Auffindung aktiver Punkte auf der Erdoberfläche, auf die vorteilhaft eingewirkt werden kann, um die Ölgewinnung zu steigern und ferner Punkte aufzufinden, in welchen die Bohrung von Quellen für die Ausbeutung nach der Bohrung besonders zweckdienlich ist.
Entsprechend dem Verfahren zur Bestimmung seismisch aktiver Punkte auf der Erdoberfläche eines Ölfeldes werden die Messungen der Amplituden mikroseismischer Wellen auf einer Fläche durchgeführt, die größer als das Ölfeld ist, wobei nach der Durchführung der ersten Messung eine Versuchsschwingung auf dieser Fläche erzeugt wird, wonach eine zweite Messung gemacht wird, wobei der Unterschied der Amplituden dieser Messungen kennzeichnend ist für den Aktivitätscharakter der Punkte auf dem gewählten Gebiet. (Hier und im Folgenden wird der Ausdruck "Punkt" verstanden als Teil der Oberfläche, auf welcher Untersuchungen durchgeführt werden und die geeignete erforderliche Ausrüstung für die Messung und/oder Schwingungseinwirkung installiert ist.)
Das Gebiet, auf welchem die mikroseismischen Wellen gemessen werden wird so ausgewählt, dass seine linearen Abmessungen etwa zweimal so groß sind, wie die linearen Dimensionen der Lagerstätte.
Bei dem Verfahren zur Beeinflussung der Erdoberfläche duch Schwingungen zur Steigerung der Ölproduktion und -gewinnung wird die Schwingungserzeugung an den Punkten durchgeführt, wo die Amplitutendifferenz der mikroseismischen Wellen, die die oben genannte Anwendung des Verfahrens bestimmt vor und nach der Einwirkung ein Maximum ist. Die verwendeten Schwingungsfrequenzen liegen im Bereich von 10 bis 30 Hz. Die Frequenz der genannten Schwingungen kann ansteigend, absteigend und variabel sein. Die Zeit der Einwirkung auf die Lagerstätte mit den Schwingungen beträgt von zwei bis vier Wochen für 6 bis 8 Stunden täglich. Es ist ebenso vorteilhaft dieses periodisch durchzuführen, in anderen Worten, wenn nach Perioden gesteigerter Ölgewinnung (als Ergebnis der vorhergehenden Aktionen) eine Tendenz zur Abnahme der Ölproduktion und/oder ein Abfall des Drucks der Gesteinsschicht beobachtet wird. Jedoch darf die Abnahme der Ölgewinnung und/oder der Schichtdruck nicht auf das vor der vorherigen Einwirkung der Schwingungsausübung bestehende Niveau zurückfallen.
Bei unserer Arbeit wurde gezeigt, dass die Ablagerungen und das Medium, das diese umgibt und hält, hinsichtlich der Energieverteilung darin nicht homogen sind. Es bestehen lokale Volumina, die sich durch wesentlich höhere Energiekonzentration auszeichnen, als diejenige des haltenden Mediums. Wie von uns gefunden wurde, wird dies manifest als aktive und inaktive Punkte auf der Erdoberfläche. Durch Einwirkung auf die aktiven Punkte ist es möglich, eine Entladung lokaler Hochenergievolumina zu bewirken, so dass die Gesamtenergie des Spannungszustandes im umgehenden Medium anwächst, was entsprechend in einem Anwachsen des Gesteinsschichtdrucks und des Niveaus der Ölproduktion resultiert. Mit dem Verstreichen einer gewissen Zeitperiode werden jedoch dank der inhomogenen Struktur des Mediums, wie ungleiche Anzahl von Spalten in getrennten Abschnitten neue lokale Hochenergievolumina auftreten. Deren Anwesenheit wird durch die Testaktionen auf die Oberfläche erneut aufgedeckt und neue aktive Punkte werden erneut bestimmt, die anschließend mit Schwingungen beaufschlagt werden.
Im Verlaufe der Arbeit, nach einigen Zyklen der Schwingungseinwirkung wurde eine Anzahl von Punkten gefunden, die sich als stabil aktiv oder inaktiv erwiesen. Wir fanden weiter, dass ein definierter gegenseitiger Einfluss bestand zwischen Quellen oder Gruppen oder separaten Ölfeldern. Diese gegenseitige Beeinflussungen waren von nicht kontrollierbarem Charakter und konnten sich auf die Ölgewinnung in beiden Richtungen der Abweichung auswirken. In einigen Fällen resultierte dies in einem Abfall von 15 bis 35 % der Ölgewinnung. Es scheint daher äußerst günstig, Ölgewinnungsquellen in den inaktiven Punkten zu platzieren, um diese unkontrollierbaren gegenseitigen Einflüsse soweit wie möglich zu reduzieren.
Im Gegensatz dazu haben Empfehlungen für Quellen, in die Flüssigkeiten gepumpt werden sollen, einen gegegensätzlichen Charakter, in anderen Worten, müssen sie in den aktiven Punkten platziert werden, um soweit wie möglich Front und Zeit der Einwirkung der Flüssigkeit auf die Lagerstätte zu reduzieren.
Beim Verfahren zur Bestimmung der Punkte, an denen Quellenbohrungen durchgeführt werden sollen, werden diese oberhalb der Ablagerung in den Gebieten gewählt, wo die Differenz der nach der ersten Methode vor und nach einigen Zyklen der Schwingungseinwirkung festgestellten Amplituden der mikroseismischen Wellen ein Minimum aufweist.
Das Verfahren der beanspruchten Erfindung schließt die folgenden sequentiellen Operationen ein:

1. Bestimmung des Charakters der Abweichung des Antwortsignals. Diese Operation wird auf folgende Weise durchgeführt. Es wird ein Areal oberhalb des Ölfeldes auf der Erdoberfläche ausgewählt, dessen lineare Abmessung doppel so groß ist wie die lineare Abmessungdes Ölfeldes. Diese Dimensionen werden genommen, weil eine Öllagerstätte von anderen Strukturen umgeben ist, von denen der Spannungszustand auf die erforschte Lagerstätte übertragen werden. Die Praxis hat gezeigt, dass das ausgewählte Areal hinsichtlich der oben erwähnten Dimensionen für den Spannungszustand um das Ölfeld ausreichend ist, um effektiv genutzt zu werden. Danach werden die seismischen Geräusche über diese Oberfläche gemessen. Weiterhin werden Schwingungserzeuger auf derselben gewählten Oberfläche annähernd einheitlich installiert, soweit es das Relief zulässt und Schwingungsaktionen werden auf diese Zone (dieses Areal) ausgeübt. Wenn die Anzahl der Schwingungserzeuger nicht ausreicht, können sie an ein neues Gebiet des ausgewählten Areals nach der letzten Schwingungs aktion verbracht werden. Nachdem die Schwingungsaktionen abgeschlossen sind, wird eine zweite Messung der seismischen Geräusche durchgeführt, die ebenfalls kartiert werden und es wird ein Vergleich der Messwerte vorgenommen. Die Punkte, an denen die Minimum- und Maximumabweichungen auftreten sind für uns von Interesse. Die Punkte, wo die Maximumabweichungen des Antwortsignals stattfinden, werden für die Installierung der Schwingungserzeuger darin notiert um auf das Ölfeld einzuwirken. Die Punkte, wo die Minimumabweichungen des Antwortsignals auftreten werden als Oberfläche zur Installation von Bohrtürmen darin festgehalten um Ölquellen anzubohren.
2. Unterziehung der Punkte, in welchen die Differenz der Amplituden der mikroseismischen Wellen vor und nach den Schwingungsaktionen, ein Maximum ist der Einwirkung von Schwingungen. Es werden als Vibratoren solche bekannter Bauart verwendet, die komplexe Schwingungen erzeugen, die abhängig von den beabsichtigten Ergebnissen auf verschiedene Weise arbeiten können, nämlich ansteigend von 15 auf 30 Hz, absteigend von 30 bis 15 Hz und variable (komplexe). Dies ist grundsätzlich insofern wichtig, als die Lagerstätten hinsichtlich ihrer Struktur inhomogen sind. Die Praxis hat gezeigt, dass es ausreicht, jeden Punkt der Einwirkung der Schwingungserzeugung während zwei bis vier Wochen für 6 bis 8 Stunden täglich zu unterziehen. Studien haben gezeigt, dass das Untenrverfen dieser seismisch aktiven Punkte der Ausübung von Schwingungen einen äußerst günstigen Effekt auf ein Ansteigen der Ölgewinnung aus der Lagerstätte hat. Daher sind für ein wesentliches Ansteigen der Ölgewinnung aus einer Lagerstätte lediglich die seismisch aktiven Punkte den Schwingungen auszusetzen. Die Schwingungsaktion muss periodisch durchgeführt werden und eine neue Aktion muss nach dem Beginn eines Abfalls der Ölproduktion auf dem Ölfeld gestartet werden, bevor dieser den Ausgangszustand erreicht. Abhängig von den Eigenschaften des Mediums, der geologischen und geophysikalisch spezifischen Merkmale der Ablagerungsstruktur und der Ölcharakteristika wird eine Intensivierung der Ölproduktion für 6 bis 15 Monate aufrechterhalten und danach muss der gesamte Arbeitszyklus neu begonnen werden. In der Praxis jedoch ist es vorteilhaft und ökonomisch effizient, diese Prozedur alle 3–6 Monate durchzuführen. Dies erlaubt die Aufrechterhaltung eines hohen Niveaus des Gesteinsschichtdrucks und dementsprechend des Niveaus der zusätzlichen Ölgewinnung.
3. Wahl des Punktes für die Ölbohrung, wo die Differenz der Amplituden der mikroseismischen Wellen vor und nach der Schwingungsaktion ein Minium ist.

Dies ist erforderlich, um den gegenseitigen Einfluss der Quellen auszuschließen, da jede Quelle als Mikrovibrator wirkt und ein Schwingungsfeld um sich herum erzeugt, obwohl diese Schwingungen sehr schwach sind. In den aktiven Punkten würden diese Schwingungen einen unkontrollierbaren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit anderer Quellen ausüben, wohingegen sie mit ihrer Plazierung in den Punkten mit einer Minimumabweichung der Amplitude keinen wesentlichen Einfluss aufeinander ausüben.
Diese Ergebnisse wurden durch geeignete Studien in einer großen Zahl von Quellen und Ölfeldern über mehrere Jahre erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Steigerung der Ölproduktion um 20 bis 30 % und mehr und einer Ölgewinnung um 45 % und mehr.
Im Gegensatz zum Verfahren des Standes der Technik zur Steigerung der Ölproduktion, die den Geldeinsatz für ihre Realisierung erst nach einigen Jahren erbringen, ist das erfindungsgemäße Verfahren ökonomisch hocheffizient und wirtschaftlich nach einigen Monaten. Das erfindungsgemäßen Verfahren ist ökologisch korrekt und hochwirksam, vermeidet Kontaminationen und Zerstörung des Ölpools und des umgebenden Mediums und verhindert eine Verschlechterung der Reservoireigenschaften des Ölpools.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Charakters von mikroseismischen Wellen durch Messung der Amplituden dieser Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt die Vornahme einer Messung der Amplituden von mikroseismischen Wellen über eine Fläche, die größer ist, als die Fläche des Ölfeldes, wobei diese Fläche nach dieser ersten Messung der Einwirkung von Testvibrationen ausgesetzt wird, die Vornahme einer zweiten Messung und die Bestimmung des Aktivitätscharakters von Punkten auf der gewählten Oberfläche durch die Differenz der in den Messungen erhaltenen Amplituden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche auf welcher die Messungen der Amplituden der mikroseismischen Wellen vorgenommen wird so ausgewählt wird, daß deren lineare Dimensionen das Doppelte der linearen Dimensionen des Ölfelds betragen.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der ausgewählten Fläche mit Testvibrationen jeweils vor den Verfahren gemäß den Ansprüchen 5 bis 13 vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der gewählten Fläche mit Testvibrationen über ein bis zwei Tage erfolgt.
Verfahren zur Beaufschlagung der Erdoberfläche mit Vibrationseinwirkungen zur Erhöhung der Ölproduktion und der Ausbeute eines Ölfelds, da durch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung in Punkten bewirkt wird, in denen die nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2 vor und nach den Vibrationseinwirkungen bestimmte Differenz der Amplituden von mikroseismischen Wellen maximal ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich der Vibrationen zwischen 10 und 30 Hz liegt.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung unter Verwendung einer ansteigenden Frequenz bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung unter Verwendung einer abnehmenden Frequenz bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung unter Verwendung einer variablen Frequenz bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit der Vibrationseinwirkung 6 bis 8 Stunden täglich über zwei bis vier Wochen beträgt.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung periodisch vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung nach einem Abfall der Ölproduktion oder des Drucks der Schicht vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinwirkung nach einem Abfall der Ölproduktion vorgenommen wird, wobei man die Ölproduktion und/oder den Druck der Schicht nicht auf das Niveau vor der Vibrationseinwirkung sinken läßt.
Verfahren zur Bestimmung von Bohrpunkten für Ölquellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte über dem Ölfeld an den Stellen gewählt werden, in denen die gemäß Anspruch 1 vor und nach der Vibrationseinwirkung bestimmte Differenz der Amplituden der mikroseismischen Wellen minimal ist.