EA002074B1 - Acoustic method (arwl) for applying an action on a well and on the layer of a field of mineral resources - Google Patents
Acoustic method (arwl) for applying an action on a well and on the layer of a field of mineral resources Download PDFInfo
- Publication number
- EA002074B1 EA002074B1 EA200000264A EA200000264A EA002074B1 EA 002074 B1 EA002074 B1 EA 002074B1 EA 200000264 A EA200000264 A EA 200000264A EA 200000264 A EA200000264 A EA 200000264A EA 002074 B1 EA002074 B1 EA 002074B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- range
- perforation
- action
- acoustic
- equal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- KDYAPQVYJXUQNY-OPHDRXFHSA-N 1,2-di-(alpha-linolenoyl)-3-[alpha-D-galactosyl-(1->6)-beta-D-galactosyl]-sn-glycerol Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/CC)OC(=O)CCCCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/CC)O[C@@H]1CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KDYAPQVYJXUQNY-OPHDRXFHSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- -1 dirt Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B28/00—Vibration generating arrangements for boreholes or wells, e.g. for stimulating production
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/003—Vibrating earth formations
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, разрабатываемых скважинным методом и может быть использовано в нефтедобывающей, газовой, горной, геологоразведочной промышленности, и наиболее широко в технологии добычи нефти и газа, особенно при реабилитационных работах на скважинах и пластах (акустическая реабилитация скважины и пласта - АРСиП) для повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.The invention relates to the field of mining, developed by the well method and can be used in the oil, gas, mining, exploration industry, and most widely in the technology of oil and gas, especially during rehabilitation works on wells and formations (acoustic rehabilitation of wells and ARSiP) for enhanced oil recovery and enhanced oil recovery.
Уровень техникиThe level of technology
Известны устройства для виброволнового и, в частности, акустического воздействия на скважины и продуктивный пласт (патент РФ № 2063508, кл. Е 21 В 43/20, 10.07.96, Бюл. № 19), обеспечивающие получение акустического сигнала для воздействия на скважину и продуктивный пласт в широком диапазоне характеристик сигнала и обеспечивающие прямое акустическое воздействие на скважину и продуктивный пласт.There are known devices for vibro-wave and, in particular, acoustic impact on wells and productive formation (RF patent No. 2063508, class E 21 B 43/20, 07.07.96, Bull. No. 19), which provide an acoustic signal for affecting a well and reservoir in a wide range of signal characteristics and providing a direct acoustic effect on the well and reservoir.
Известные устройства не обеспечивают избирательность и направленность акустического воздействия на скважину и продуктивный пласт в широком диапазоне характеристик сигнала.The known devices do not provide the selectivity and directionality of the acoustic impact on the well and the reservoir in a wide range of signal characteristics.
Известны способы воздействия на скважину для повышения нефтеотдачи пластов путем комплексного последовательного воздействия на скважину и продуктивный пласт (патент РФ № 2068083, кл. Е 21 В 43/22, 18.02.91).Known methods of impact on the well to enhance oil recovery by complex sequential impact on the well and the reservoir (RF patent No. 2068083, class E 21 B 43/22, 18.02.91).
Недостатком таких способов является отсутствие унификации воздействия, невозможность направленного, регулируемого и избирательного воздействия на призабойную зону скважины и пласт, использование химических реагентов.The disadvantage of such methods is the lack of unification of the impact, the impossibility of directional, controlled and selective effects on the well bottom zone and formation, the use of chemical reagents.
Известен также, принятый заявителем за прототип, способ акустического воздействия на скважину и пласт месторождений полезных ископаемых, включающий операции акустического воздействия на перфорированные зоны скважины с последовательной обработкой и комбинированием давления и времени воздействия (патент РФ № 2026969, кл. Е 21 В 43/25 20.01.95).Also known, adopted by the applicant for the prototype, the method of acoustic effects on the well and the reservoir of mineral deposits, including the operation of acoustic effects on the perforated zones of the well with sequential processing and a combination of pressure and exposure time (RF Patent No. 2026969, class E 21 V 43/25 01/20/95).
Недостатки известного способаThe disadvantages of this method
1. Отсутствие возможности воздействия на удаленные от скважины части пласта.1. The inability to impact on remote parts of the reservoir.
2. Сложность выполнения операций на не фонтанных скважинах.2. The complexity of performing operations on non-fountain wells.
Сущность изобретенияSummary of Invention
Техническая задачаTechnical task
Техническая задача состоит в устранении указанных недостатков и создании метода повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти, позволяющего осуществлять унифицированное комплексное воздействие на всех видах скважин с различным типом эксплуатации, находящихся как в рабочем состоянии (с последующим запуском в работу), так и в нерабочем состоянии;The technical challenge is to eliminate these drawbacks and create a method to enhance oil recovery and intensify oil production, allowing for a unified integrated effect on all types of wells with different types of operation, both in working condition (with subsequent start-up) and in non-working state ;
осуществлять прямое и избирательное акустическое воздействие на зону перфорации скважины и продуктивный пласт в широком диапазоне акустических сигналов на месторождениях с различными видами и показателями разработки.to carry out direct and selective acoustic effects on the perforation zone of the well and productive formation in a wide range of acoustic signals at the fields with various types and indicators of development.
Совокупность существенных признаковThe set of essential features
В отличие от известного способа, включающего операции акустического воздействия на перфорированные зоны скважины с последовательной обработкой и комбинированием давления и времени воздействия, в предлагаемом способе осуществляют комплексное акустическое воздействие с последовательной избирательной обработкой интервала перфорации и продуктивной толщи пласта направленным акустическим полем, для обеспечения возможности воздействия на любых видах скважин с различным типом эксплуатации, с возможностью комбинирования давления, времени и дальности воздействия, для обеспечения эффективного воздействия на месторождениях с различными видами и показателями разработки, осуществляемых сигналами звукового и сигналами ультразвукового диапазонов с характеристиками направленности до 180°, показателями акустического давления от минимальных значений, необходимых для внесения изменений в текущую работу скважины, до максимальных значений ограниченных пределами упругости породы, в течение времени равного эффективному времени воздействия, с дальностью воздействия, равной начальной эффективной дальности воздействия от 0,05 до 10 м.In contrast to the known method, which includes acoustic impact operations on perforated zones of a well with sequential processing and a combination of pressure and exposure time, in the proposed method, a complex acoustic impact is performed with sequential selective processing of the perforation interval and the productive stratum with a directional acoustic field to enable any types of wells with different types of operation, with the possibility of combining pressure, time neither impact range, to ensure effective impact on fields with different types and indicators of development, carried out by sound signals and signals of ultrasonic ranges with directional characteristics up to 180 °, indicators of acoustic pressure from the minimum values necessary for making changes in the current well operation, to the maximum values limited by the elastic limits of the rock, for a time equal to the effective exposure time, with an impact range equal to initial effective range of exposure from 0.05 to 10 m.
Предельные минимальные значения акустического давления определяются наличием эффекта последействия и являются минимально необходимыми для внесения изменений в текущую работу скважины. Верхний уровень акустического давления определяется пределами прочностных характеристик коллекторов. Оптимальное усредненное значение определяется, исходя из значений необходимой начальной эффективной дальности воздействия. При этом воздействие осуществляется в течение эффективного времени воздействия, например, в течение двух часов на метр перфорации, при начальной эффективности дальности воздействия от 0,05 до 10 м, в частности, 3 м как наиболее приемлемая начальная эффективная дальность воздействия для различных видов пластов. Предельное минимальное значение начальной эффективной дальности определяется расстоянием от акустического излучателя до стенок обсадной колонны, величиной зоны наибольшей кольматации призабойной зоны буровыми растворами, мех. примесями жидкостей для глушения скважин, высоковязкими отложениями пластовых флюидов и акустическими, геологическими и физическими характеристиками пород, слагающих продуктивный пласт.The limiting minimum values of acoustic pressure are determined by the presence of an aftereffect and are minimally necessary to make changes in the current well operation. The upper level of acoustic pressure is determined by the limits of the strength characteristics of the collectors. The optimal averaged value is determined based on the values of the required initial effective impact range. In this case, the impact is carried out during the effective exposure time, for example, within two hours per meter of perforation, with an initial impact range of 0.05 to 10 m, in particular, 3 m as the most appropriate initial effective impact range for various types of formations. The limiting minimum value of the initial effective range is determined by the distance from the acoustic emitter to the walls of the casing, the size of the zone of greatest clogging of the bottom-hole zone of drilling mud, fur. impurities of well-killing liquids, highly viscous deposits of formation fluids and acoustic, geological and physical characteristics of the rocks composing the reservoir.
Для обеспечения эффекта последействия достаточным (т.е. нет необходимости рассчитывать дополнительные режимы излучения) может быть базовый режим - последовательная обработка интервала перфорации скважины и продуктивной толщи пласта тремя акустическими сигналами с характеристиками:To ensure the aftereffect sufficient (i.e., there is no need to calculate additional radiation modes) there may be a basic mode — sequential processing of the perforation interval of the well and the productive stratum with three acoustic signals with characteristics:
- сигнал первый - акустическое давление 10 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 0,05 м, характеристика направленности 45° в течение 2 ч на метр перфорации;- the first signal is the acoustic pressure of 10 kPa, the initial effective impact range of 0.05 m, the directivity characteristic 45 ° for 2 hours per meter of perforation;
- сигнал второй - акустическое давление 45 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 3 м, характеристика направленности 15° в течение 2 ч на метр перфорации;- the second signal - acoustic pressure of 45 kPa, the initial effective impact range of 3 m, the directivity characteristic of 15 ° for 2 hours per meter of perforation;
- сигнал третий - акустическое давление 70 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 10 м, характеристика направленности 10° в течение 2 ч на метр перфорации.- the third signal is the acoustic pressure of 70 kPa, the initial effective impact range of 10 m, the directivity characteristic of 10 ° for 2 hours per meter of perforation.
Или обрабатываются отдельные участки перфорированной зоны скважины комбинацией сигналов базового режима, учитывая данные текущих показателей работы скважины и состояния разработки месторождения.Or, individual sections of the perforated zone of the well are processed by a combination of signals of the base mode, taking into account the data of the current well performance and the state of the field development.
Закольматированные зоны интервала перфорации нагнетательных и добывающих скважин обрабатываются в базовом режиме;The percolation zones of the perforation interval of injection and production wells are processed in the basic mode;
рабочие зоны интервала перфорации нагнетательных скважин с низкой приемистостью или добывающих низкообводненных скважин обрабатываются комбинацией второго и третьего сигналов базового режима:the working zones of the perforation interval of injection wells with low pickup or producing low-watered wells are processed by a combination of the second and third signals of the basic mode:
акустическое давление 45 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 3 м, характеристика направленности 15° в течение 2 ч на метр перфорации (сигнал 2), акустическое давление 70 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 1 0 м, характеристика направленности 10° в течение 2 ч на метр перфорации (сигнал 3).acoustic pressure 45 kPa, initial effective exposure range of 3 m, directivity characteristic 15 ° for 2 hours per meter of perforation (signal 2), acoustic pressure 70 kPa, initial effective exposure distance of 1 0 meters, directivity characteristic 10 ° for 2 hours perforation meter (signal 3).
Рабочие зоны интервала перфорации нагнетательных скважин с высокой приемистостью или добывающих высокообводненных скважин обрабатываются третьим сигналом базового режима:The working zones of the perforation interval of injection wells with high pickup or production of highly watered wells are processed by the third signal of the basic mode:
акустическое давление 70 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 1 0 м, характеристика направленности 10° в течение 2 ч на метр перфорации.acoustic pressure is 70 kPa, the initial effective impact range is 1 0 m, the directivity characteristic is 10 ° for 2 hours per meter of perforation.
Перечень фигурList of figures
На фиг. 1 представлена зона воздействия различных сигналов, на фиг. 2 - график эффективного времени воздействия, на фиг. 3 - данные геофизических исследований на скважине ППД № А Западной Сибири до проведения АРС и П и после проведения АРСиП, на фиг. 4 график среднесуточной добычи нефти участка скважин, составляющих окружение скважины № А, на фиг. 5 - данные геофизических исследований на скважине ИНД № Б Западной Си бири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП, на фиг. 6 - график среднесуточной добычи нефти участка скважин, составляющих окружение скважины Ш1Д № Б, на фиг. 7 данные геофизических исследований на эксплуатационной скважине № В Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП, на фиг. 8. - график среднесуточной обводненности продукции скважины № В до и после проведения АРСиП, на фиг. 9 - график среднесуточной добычи нефти скважины № В до и после проведения АРСиП, на фиг. 10 - данные геофизических исследований на эксплуатационной скважине № Г Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП, на фиг. 11 - график среднесуточной добычи жидкости скважины № Г, на фиг. 12 - модель скважины, на фиг. 13 показана сеточная модель - разметка скважины.FIG. 1 shows the zone of influence of various signals; FIG. 2 is a graph of the effective exposure time; FIG. 3 shows the data of geophysical studies at the well of FPD No. A in Western Siberia before conducting ARS and P and after conducting ARSiP; FIG. 4 is a graph of the average daily oil production of the area of wells that make up the environment of well No. A, in FIG. 5 shows the data of geophysical surveys at the IND No. B well of Western Siberia prior to ARSiP and after ARSiP; FIG. 6 is a graph of average daily oil production in the area of wells making up the environment of well Sh1D No. B, in FIG. 7 data of geophysical studies at production well No. In Western Siberia before ARSiP and after ARSiP, in FIG. 8. - graph of the average daily water production of well № B before and after ARSiP, FIG. 9 is a graph of average daily oil production of well No. B before and after ARSiP; FIG. 10 - data of geophysical studies at the production well No. G of Western Siberia before ARSiP and after ARSiP; in FIG. 11 is a graph of daily average fluid production of well # D; FIG. 12 shows a well model, FIG. 13 shows the grid model - well layout.
Описание способаDescription of the method
На чертежах представлено 1 - акустический излучатель, 2 - скважина, 3 - продуктивный пласт; 4, 5, 6 - акустические сигналы, 7 - зона перфорации скважины, 8 - кривая апс, 9 - участки зоны перфорации, принимающие закачиваемую воду, 10 - профиль притока скважины, 11 излучатель, 12 - обсадная колонна скважины, Р1, Р2 - значения показателей текущей эффективности, Ζ - продольная ось скважины, В - ось, перпендикулярная продольной оси скважины, N1, N2 - произвольные точки, расположенные вдоль оси скважины Ζ, Ь3 - расстояние между точками N1 и N2, Ь - расстояние от излучателя до точки N1, 2Н, 2В - линейные размеры излучателя, а - внутренний радиус обсадной колонны скважины, Вс - наружный радиус обсадной колонны скважины, 01 - область, характеризующая скважинную жидкость, 02 - область, характеризующая обсадную колонну скважины, 03 - область, характеризующая околоскважинную среду, с.|1 - граница раздела скважинная жидкость - обсадная колонна скважины, с.|2 граница, соответствующая контакту обсадная колонна - околоскважинная среда, б - поверхность, имитирующая скважинный излучатель, Ь1 - расстояние до первой произвольной точки скважинного пространства.The drawings show 1 - acoustic emitter, 2 - well, 3 - productive formation; 4, 5, 6 — acoustic signals, 7 — well perforation zone, 8 — aps curve, 9 — perforation zones receiving injected water, 10 — well inflow profile, 11 emitter, 12 — well casing, P1, P2 — values indicators of current efficiency, Ζ is the longitudinal axis of the well, B is the axis perpendicular to the longitudinal axis of the well, N1, N2 are arbitrary points located along the axis of the well Ζ, b3 is the distance between points N1 and N2, b is the distance from the radiator to point N1, 2H, 2B - linear dimensions of the radiator, and - the inner radius of the casing of the well , Bc is the outer radius of the casing of the well, 01 is the area characterizing the well fluid, 02 is the area characterizing the well casing, 03 is the area characterizing the near-wellbore environment, p. | 1 - wellbore - casing well The boundary corresponding to the contact casing is near-wellbore, b is the surface simulating a borehole radiator, b1 is the distance to the first arbitrary point of the borehole space.
Акустическим излучателем 1, находящимся в скважине 2, напротив продуктивного пласта 3 обрабатывается последовательно и избирательно околоскважинное пространство и продуктивный пласт акустическими сигналами 4, 5, 6 с различными характеристиками воздействия в течение эффективного времени воздействия (фиг. 2), определяемого условием: К= Κί >Ό, с дальностью воздействия, равной начальной эффективной дальности воздействия от 0,05 до 10 м, где К - коэффициент эффективного времени воздействия, Κί = [(Р2 -Р1)/Р1]100%, Р1, Р2 значения показателей текущей эффективности, Ό - параметр, характеризующий уровень измерительной техники - погрешность измерения, %.Acoustic emitter 1, located in borehole 2, opposite reservoir 3 is processed sequentially and selectively near-wellbore space and reservoir by acoustic signals 4, 5, 6 with different impact characteristics during the effective exposure time (Fig. 2), determined by the condition: K = Κί > Ό, with a range of exposure equal to the initial effective range of exposure from 0.05 to 10 m, where K is the coefficient of effective exposure time, Κί = [(P2 -P1) / P1] 100%, P1, P2 values of the indicators of the current effect NOSTA, Ό - parameter characterizing the level measuring technique - the measurement error,%.
Обрабатываются отдельные участки перфорированной зоны скважины, учитывая данные текущих показателей работы скважины и состояния разработки месторождения режимами излучения, рассчитанными, исходя из конкретных геолого-физических характеристик пластов.Individual sections of the perforated zone of the well are processed, taking into account the data of the current well performance and the state of the field development by radiation modes calculated on the basis of specific geological and physical characteristics of the layers.
Эффективность акустического воздействия на пласт объясняется возникновением в пласте процессов массопереноса. Экспериментальным доказательством перемещения частиц насыщающей среды относительно поровых каналов служит возникновение разности потенциалов между различными точками среды, которое наблюдается при распространении акустических волн (сейсмоэлектрический эффект Е). Массоперенос в поле акустических волн обусловлен возникновением в каждой точке порового пространства среды высоких знакопеременных (растягивающих и сжимающих) градиентов давления, переменных во времени.The effectiveness of the acoustic impact on the reservoir is due to the occurrence of mass transfer processes in the reservoir. Experimental evidence of the movement of particles in a saturating medium relative to the pore channels is the occurrence of a potential difference between different points of the medium, which is observed during the propagation of acoustic waves (seismoelectric effect E). The mass transfer in the field of acoustic waves is due to the appearance at each point of the pore space of the medium of high alternating (tensile and compressive) pressure gradients, which are variable in time.
Влияние акустического поля на фильтрацию однородной жидкости заключается в увеличении скорости фильтрации из-за разрушения реологической структуры жидкости, в том числе в пределах поверхностных слоев, примыкающих к стенкам поровых каналов.The effect of the acoustic field on the filtration of a homogeneous fluid is to increase the filtration rate due to the destruction of the rheological structure of the fluid, including within the surface layers adjacent to the walls of the pore channels.
Возникновение упругих колебаний с амплитудами давлений, превышающими напряжения сдвига (~10 Па), приводит к разрушению структуры поверхностного слоя и превращению его в ньютоновскую жидкость с вязкостью равной вязкости в объеме. При этом характер течения жидкости в поровых каналах становится близким к пуазейлевому при одновременном увеличении эффективного сечения.The appearance of elastic oscillations with amplitudes of pressures exceeding shear stresses (~ 10 Pa) leads to the destruction of the structure of the surface layer and its transformation into a Newtonian fluid with a viscosity equal to the viscosity in the volume. In this case, the nature of fluid flow in the pore channels becomes close to Poiseuille while simultaneously increasing the effective cross section.
Это позволяет при обработке нефтяных пластов технологией АРСиП выполнять задачи интенсификации добычи нефти (в низкообводненных пластах), ускорения процессов гравитационного разделения нефти и воды (в высокообводненных пластах на поздней стадии разработки нефтяных месторождений в режиме заводнения), а также вовлекать в процесс фильтрации дополнительные объемы нефти, неподвижные при традиционных методах добычи.This makes it possible to perform the tasks of intensifying oil production (in low-watered reservoirs), accelerating the processes of gravitational separation of oil and water (in highly watered reservoirs at the late stage of oil field development in the waterflood mode), and also involve additional volumes of oil in the filtration process. , fixed with traditional mining methods.
Помимо этого, в высокоинтенсивном акустическом поле возникают так называемые гравитационные эффекты, которые приводят к очистке призабойной зоны от механических примесей, грязи, твердого парафина, солей.In addition, the so-called gravitational effects arise in the high-intensity acoustic field, which lead to the cleaning of the bottom-hole zone from mechanical impurities, dirt, paraffin wax, and salts.
Так же в высокоинтенсивном акустическом поле происходит восстановление проницаемости за счет разрушения пленок воды, имеющих по сравнению с нефтью повышенную сдвиговую прочность. Механизм такого разрушения следующий. Интенсивные акустические поля вызывают на разделах фаз твердое тело жидкость интенсивные течения. В горных породах этот эффект реализуется в виде внутрипоровой турбулезации воды. При вибрации стенок капилляров (зерен породы) и турбулентном движении воды (флюида), в результате взаимо действия тока течения и вызванных им магнитных полей происходит генерирование поперечного магнито-гидродинамического давления (МГД). При скоростях 1см/с в капилляре с радиусом 10 мкм величина МГД может достигать 10-3-10-5 Па. Это значит, что пленки воды, имеющие среднюю сдвиговую прочность около 10-3 Па, в акустическом поле будут частично или полностью разрушаться, а проницаемость породы увеличиваться.Also in the high-intensity acoustic field, permeability is restored due to the destruction of water films, which have increased shear strength compared to oil. The mechanism of such destruction is as follows. Intense acoustic fields cause solid currents on sections of solid-fluid phases. In rocks, this effect is realized in the form of interstitial water turbulence. During vibration of the walls of capillaries (rock grains) and turbulent movement of water (fluid), as a result of the interaction of the flow current and the magnetic fields caused by it, transverse magneto-hydrodynamic pressure (MHD) is generated. At speeds of 1 cm / s in a capillary with a radius of 10 microns, the magnitude of the MHD can reach 10 -3 -10 -5 Pa. This means that water films with an average shear strength of about 10 -3 Pa will partially or completely collapse in the acoustic field, and the rock permeability will increase.
Это позволяет при обработке призабойных зон конкретных скважин по технологии АРСиП выполнять задачи увеличения приемистости и выравнивания профилей приемистости (поглощения) нагнетательных скважин, интенсификации притока добывающих скважин с включением в работу низкопроницаемых и закольматированных пропластков.This allows the processing of bottom-hole zones of specific wells using the ARSiP technology to perform the tasks of increasing the injectivity and leveling the injectivity profiles (absorption) of injection wells, intensifying the inflow of production wells with the inclusion of low-permeability and kolmatny interlayers.
Параметры акустического воздействия подбираются, исходя из конструктивных особенностей скважины, геолого-физических характеристик призабойной (околоскважинной) зоны и пласта, а также необходимой глубины проникновения волн в пласт. При этом скважина принимается как кусочно - однородная среда с цилиндрическими границами раздела и осевой симметрией свойств. На фиг. 12 приведена модель скважины, волновые движения в которой описываются векторным уравнением:Acoustic impact parameters are selected based on the design features of the well, geological and physical characteristics of the bottomhole (near-wellbore) zone and formation, as well as the required depth of wave penetration into the formation. In this case, the well is adopted as a piecewise homogeneous medium with cylindrical interfaces and axial symmetry of properties. FIG. 12 shows a well model, the wave movements in which are described by a vector equation:
(λι + Х2)дгас! άϊν и + λ2ν2 и = р^и/^2, (1) где λ-ι, λ2 - константы Ламэ; и - вектор смещения.(λι + X 2 ) dgas! άϊν and + λ 2 ν 2 and = p ^ and / ^ 2 , (1) where λ-ι, λ 2 are Lame constants; and is the displacement vector.
На фиг. 13 показана сеточная модель разметка скважины. Граница ς1 соответствует границе раздела скважинная жидкость (область ^1) - околоскважинная среда (обсадная колонна) - область ^2. Граница ς2 соответствует контакту обсадная колонна - околоскважинная среда. В случае открытой скважины граница ς2 удаляется на край сетки (область 03 отсутствует). Поверхность б имитирует скважинный излучатель. Переписывая уравнение (1) в компонентах смещения и, приводя в безразмерный вид для области Оь получаем:FIG. Figure 13 shows a grid model of a well markup. The boundary ς 1 corresponds to the interface of the well fluid (region ^ 1 ) - near-wellbore (casing string) - region ^ 2 . The boundary ς 2 corresponds to the contact casing - near-wellbore environment. In the case of an open well, the boundary ς 2 is removed to the edge of the grid (the 0 3 region is absent). Surface b simulates a downhole radiator. Rewriting equation (1) in the components of the displacement and, resulting in a dimensionless form for the region Ob, we obtain:
и2/дв = КДби^дг2 + би/гЭг - и/г2 + ^ет/агбг), ш2/бР= Κ-ι(5τσ2/δζ2 + + ди/гдг). (2)and 2 / dv = qdbi ^ dg 2 + bi / gEg - and / g 2 + ^ em / agbg), w 2 / bR = Κ-ι (5τσ 2 / δζ 2 + + di / gdg). (2)
Для области 02 и2/<Л2 = аХ/Зг2 + Эи/гаг - и/г2 + Κ23υι2/3ζ2 + К3 д^/дгдг. (3) где К! = С2р1/С2р2; К2 = С252/С2р2; К3 = 1 - К2; Иг — и; υζ —— ω.For the region 2 and 0 2 / <R 2 = aX / Sr + 2 SU / gag - and / r 2 + Κ23υι 2 / 3ζ 2 + K3 d ^ / DGDG. (3) where K! = C 2 p1 / C 2 p2; K2 = C 2 52 / C 2 p 2 ; K3 = 1 - K 2 ; And Mr. - and; υ ζ —— ω.
Ср - скорость распространения продоль•ой ных волн в 1 среде;Cp is the propagation velocity of longitudinal • waves in 1 medium;
С8ф - скорость распространения поперечных ой волн вΐ среде;С 8 f is the speed of propagation of transverse th waves in a medium;
ω - вектор функции излучения.ω is the vector of the radiation function.
Решая уравнения (2) и (3) методом конечно-разностной апроксимации, получают параметры акустического воздействия в различных точках околоскважинного пространства.Solving equations (2) and (3) using the method of finite-difference approximation, we obtain the parameters of acoustic effects at various points in the near-wellbore space.
На фиг. 3 представлены данные геофизических исследований на скважине ППД № А Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП. Скважина имеет два перфорационных участка 7, которые до проведения АРСиП не принимали закачиваемую воду, приемистость 0 м куб./сут. при 95 атм., характеристика коллектора определяется кривой апс 8. После проведения обработки на скважине АРСиП в базовом режиме: последовательной обработки интервала перфорации скважины и продуктивной толщи пласта тремя акустическими сигналами с характеристиками: акустическое давление 10 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 0,05 м, характеристика направленности 45° в течение 2 ч на метр перфорации (сигнал первый), акустическое давление 45 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 3 м, характеристика направленности 15° в течение 2 ч на метр перфорации (сигнал второй), акустическое давление 70 кПа, начальная эффективная дальность воздействия 10 м, характеристика направленности 10° в течение 2 ч на метр перфорации (сигнал третий), участки перфорации, принимающие закачиваемую воду, полностью охватывают зоны перфорации скважины 7, приемистость составила 104 м. куб./сут.FIG. 3 shows the data of geophysical studies at the well of the FPD № A of Western Siberia before the ARSiP and after the ARSiP. The well has two perforation sections 7, which, prior to ARSiP, did not accept the injected water, the pickup rate of 0 m3 / day. at 95 atm., the reservoir characteristic is determined by the APS 8 curve. After processing the ARSiP well in the basic mode: sequential processing of the perforation interval of the well and the reservoir with three acoustic signals with characteristics: acoustic pressure 10 kPa, initial effective impact range 0.05 m , directivity 45 ° for 2 h per meter of perforation (first signal), acoustic pressure 45 kPa, initial effective range of 3 m, directivity characteristic 15 ° for 2 hours per meter of perforation (second signal), acoustic pressure 70 kPa, initial effective impact range of 10 m, directivity characteristic 10 ° for 2 hours per meter of perforation (third signal), perforation areas that receive injected water completely cover the perforation zones wells 7, the injectivity was 104 cubic meters / day.
Из данных графика фиг. 4 видно, что обработка скважины № А и окружающей области пласта методом АРСиП позволила коренным образом изменить динамику нефтедобычи данного участка, т.е. проведение АРСиП позволило не только остановить падение, но и создать рост нефтедобычи участка.From the graph data of FIG. 4 shows that the treatment of well No. A and the surrounding area of the reservoir using the ARS & P method allowed to radically change the dynamics of oil production in this area, i.e. ARSiP allowed not only to stop the fall, but also to create an increase in oil production at the site.
На фиг. 5 представлены данные геофизических исследований на скважине ИНД № Б Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП. Характеристика коллектора определяется кривой апс 8. Зона перфорации скважины 7 и околоскважинное пространство на 60% закольматированно, вследствие чего закачиваемая вода поступает только в ограниченную область зоны перфорации и пласта, причем практически половину закачиваемой воды принимал только 1 м перфорации и, как следствие, скважина имеет недостаточную приемистость 470 м куб./сут. при 120 атм. Это приводит к тому, что большая часть нефтенасыщенной мощности данного участка пласта остается неохваченной заводнением и снижается нефтедобыча на окружающих скважинах. Обработка зоны перфорации скважины и пласта методом АРСиП проводилась избирательно с использованием как базового режима, так и отдельно только третьего сигнала базового режима (комбинирование), т. е. верхняя и средняя часть зоны перфорации обрабатывалась в базовом режиме, а нижняя только третьим сигналом базового режима, что позволило включить в работу ранее не принимавшие закачиваемую жидкость части зоны перфорации и увеличить приемистость на тех участках зоны перфорации, где она была недостаточной. В результате участки перфорации 9, принимающие закачиваемую воду, практически полностью охватывают зону перфора ции скважины 7, а приемистость составила 650 м куб./сут. при 120 атм. Результаты обработки представлены на фиг. 6.FIG. Figure 5 shows the data of geophysical studies at the IND No. B well in Western Siberia before ARSiP and after ARSiP. The reservoir characteristic is determined by the APS 8 curve. The perforation zone of the well 7 and the near-wellbore space are 60% kolmatically, as a result of which the injected water enters only a limited area of the perforation zone and the formation, and almost half of the injected water received only 1 m of perforation and, as a result, the well has insufficient pickup 470 m cubic / day. at 120 atm. This leads to the fact that most of the oil-bearing capacity of this area of the reservoir remains uncovered by water flooding and oil production from surrounding wells decreases. Processing the perforation zone of the well and the reservoir using the ARSiP method was carried out selectively using both the basic mode and separately only the third signal of the basic mode (combination), i.e. the upper and middle part of the perforation zone was processed in the basic mode, and the lower one only with the third signal of the basic mode , which made it possible to put into operation the parts of the perforation zone that had not previously taken the injected fluid and to increase the injectivity in those parts of the perforation zone where it was insufficient. As a result, the perforation areas 9, which receive the injected water, almost completely cover the perforation zone of the well 7, and the injectivity is 650 cubic meters / day. at 120 atm. The processing results are presented in FIG. 6
На фиг. 6 представлен график среднесуточной добычи нефти участка скважин, составляющих окружение скважины 1П1Д № Б. По графику видно, что обработка скважины ППД № 7045 и окружающей области пласта методом АРСиП позволила увеличить охват данной области пласта заводнением и как следствие повысить нефтедобычу на скважинах окружения.FIG. 6 shows a graph of the average daily oil production of the well site that surrounds the 1P1D well B.
На фиг. 7 представлены данные геофизических исследований на эксплуатационной скважине № В Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП. До проведения АРСиП приток шел практически из всей зоны перфорации скважины 14, кроме нижней части, но скважина работала( периодически запускалась) со 100% обводненностью. Коллекторские свойства пласта представлены кривой апс 13. График среднесуточной обводненности продукции скважины № В представлен на фиг. 8. Обработка зоны перфорации скважины и пласта методом АРСиП проводилась избирательно с комбинированием базового режима и третьего сигнала базового режима, т. е. та часть перфорированного пласта, откуда шел приток жидкости обрабатывалась только третьим сигналом базового режима, т.е. целью работы было воздействие на пласт, а неработающая часть зоны перфорации и соответствующая часть пласта обрабатывалась в базовом режиме. В результате избирательного и комплексного воздействия на зону перфорации и пласт был получен приток нефти из нижней 15, ранее не работавшей части зоны перфорации, обладающей более худшими коллекторскими свойствами. Это дало возможность решить задачу, поставленную перед обработкой, т.е. удалось снизить обводненность продукции (фиг. 8) со 100 до 70% (в среднем) и получить приток по нефти. График среднесуточной добычи нефти скважины № В представлен на фиг. 9.FIG. 7 presents the data of geophysical studies at production well No. In Western Siberia before ARSiP and after ARSiP. Before ARSiP, the inflow came from almost the entire perforation zone of well 14, except for the lower part, but the well worked (periodically started) with 100% water cut. The reservoir properties of the reservoir are represented by the APS 13 curve. The graph of the average daily water production of the well № B is shown in FIG. 8. Processing of the perforation zone of the well and the reservoir using the ARSiP method was carried out selectively with a combination of the base mode and the third base mode signal, i.e. that part of the perforated formation from which the fluid flow was only processed with the third base mode signal, i.e. The aim of the work was to influence the reservoir, and the inoperative part of the perforation zone and the corresponding part of the reservoir were processed in the base mode. As a result of selective and complex effects on the perforation zone and the formation, the inflow of oil from the bottom 15, the previously not working part of the perforation zone, which has worse reservoir properties, was obtained. This made it possible to solve the problem posed before the treatment, i.e. it was possible to reduce the water content of the product (FIG. 8) from 100% to 70% (on average) and to obtain the flow of oil. The daily average oil production schedule for well # B is shown in FIG. 9.
На фиг. 10 представлены данные геофизических исследований на эксплуатационной скважине № Г Западной Сибири до проведения АРСиП и после проведения АРСиП. Скважина имеет три перфорационных участка 16. Коллекторские свойства пласта представлены кривой апс 17. Непосредственно перед проведением работ по АРСиП скважина была переведена на вышезалегающий горизонт. По данным геофизических исследований скважины после проведения работ по переводу на вышезалегающий горизонт был получен приток флюида в скважину из нижнего перфорационного участка. В результате избирательной и комплексной обработки данной скважины и окружающей части пласта методом АРСиП, т. е. верхний и средний перфорационные участки обрабатывались в базовом режиме, а нижний только третьим сигналом базового режима, был получен приток из верхнего и среднего перфорационных участков 18. График среднесуточной добычи жидкости скважины № Г представлен на фиг. 11.FIG. 10 presents the data of geophysical studies at the production well No. G of Western Siberia before ARSiP and after ARSiP. The well has three perforation sections 16. The reservoir properties of the reservoir are represented by the curve Aps 17. Immediately prior to the work on the ARSiP, the well was transferred to the upstream horizon. According to well logging data, after the transfer to the above-lying horizon, fluid inflow into the well from the lower perforation section was obtained. As a result of selective and complex processing of this well and the surrounding part of the reservoir using the ARSiP method, i.e., the upper and middle perforations were processed in the base mode, and the lower one was obtained by the third signal of the base mode, the inflow from the upper and middle perforations 18. The daily average The production of the well fluid No. G is shown in FIG. eleven.
Реализация способа и промышленная применимостьThe implementation of the method and industrial applicability
Способ может быть реализован на известных устройствах и устройствах общепромышленного применения, в частности на известных устройствах, обеспечивающих получение сигналов акустического воздействия на скважину и продуктивный пласт в широком диапазоне характеристик сигнала и обеспечивающих прямое акустическое воздействие на скважину и продуктивный пласт.The method can be implemented on known devices and devices of general industrial use, in particular, on known devices that provide reception of acoustic impact signals on a well and a producing formation in a wide range of signal characteristics and providing a direct acoustic impact on a well and producing formation.
Комплект аппаратуры для реализации способа должен включать излучатель, непосредственно размещаемый в рабочей зоне скважины, наземный источник и соединительную кабельную линию. В качестве излучателя может быть применен электроакустический источник разработки ВНИИ (Обоснование критериев применения и оценка эффективности волнового воздействия на пласт методами ИМАШ АН СССР. Отчет НИР ВНИИ, с. 12-13, М.: 1990, Гос.рег.№ 01.8.90.056124). В качестве наземного источника питания могут быть применены общепромышленные генераторы типа ПГУ-08-36, ППЧ1,5-30 (Шапиро С.В., Казанцев В.Г., Карташев В.В., Киямов Р.Н. Тиристорные генераторы ультразвуковой частоты. М., Энергоатомиздат, 1986), которые соединяются с излучателем стандартным геофизическим кабелем.A set of equipment for implementing the method should include an emitter placed directly in the working area of the well, a ground source and a connecting cable line. Electro-acoustic source of the development of the VNII can be used as a radiator (Justification of application criteria and evaluation of the effectiveness of wave impact on the formation by methods of IMASH of the Academy of Sciences of the USSR. Research Report of the VNII, pp. 12-13, M .: 1990, State reg. No. 01.8.90.056124) . As a ground-based power source, common industrial generators of the PGU-08-36, PPCh1.5-30 type can be used (Shapiro SV, Kazantsev VG, Kartashev VV, Kiyamov RN Thyristor generators of ultrasonic frequency M., Energoatomizdat, 1986), which are connected to the radiator with a standard geophysical cable.
Такой комплект аппаратуры обеспечивает получение сигналов акустического воздействия на скважину и продуктивный пласт в широком диапазоне характеристик сигнала соответствующих параметрам и показателям способа.Such a set of equipment provides receiving acoustic impact signals on the well and reservoir in a wide range of signal characteristics corresponding to the parameters and parameters of the method.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118368A RU2143554C1 (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Acoustic method of stimulation of well and bed of mineral deposit |
PCT/RU1999/000367 WO2000022280A1 (en) | 1998-10-12 | 1999-10-08 | Acoustic method (arwl) for applying an action on a well and on the layer of a field of mineral resources |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200000264A1 EA200000264A1 (en) | 2000-12-25 |
EA002074B1 true EA002074B1 (en) | 2001-12-24 |
Family
ID=20211100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200000264A EA002074B1 (en) | 1998-10-12 | 1999-10-08 | Acoustic method (arwl) for applying an action on a well and on the layer of a field of mineral resources |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA002074B1 (en) |
RU (1) | RU2143554C1 (en) |
WO (1) | WO2000022280A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2196887C1 (en) * | 2001-06-01 | 2003-01-20 | Губарь Владимир Алексеевич | Method of pulse treatment of bottom-hole formation zone |
RU2392422C1 (en) | 2009-04-28 | 2010-06-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Соновита" | Method for production of oil with help of elastic vibration energy and facility for its implementation |
US20150138924A1 (en) * | 2013-11-18 | 2015-05-21 | Frac Innovations, Inc. | Acoustic fracturing of rock formations |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2026969C1 (en) * | 1990-06-05 | 1995-01-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экстон" | Method for acoustic stimulation of bottom-hole zone of producing formation |
US5109922A (en) * | 1990-03-09 | 1992-05-05 | Joseph Ady A | Ultrasonic energy producing device for an oil well |
US5396955A (en) * | 1993-11-22 | 1995-03-14 | Texaco Inc. | Method to selectively affect permeability in a reservoir to control fluid flow |
-
1998
- 1998-10-12 RU RU98118368A patent/RU2143554C1/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-10-08 EA EA200000264A patent/EA002074B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-10-08 WO PCT/RU1999/000367 patent/WO2000022280A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200000264A1 (en) | 2000-12-25 |
RU2143554C1 (en) | 1999-12-27 |
WO2000022280A1 (en) | 2000-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4623021A (en) | Hydraulic fracturing method employing a fines control technique | |
Nikolaevskiy et al. | Residual oil reservoir recovery with seismic vibrations | |
US4186802A (en) | Fracing process | |
RU2292453C2 (en) | Method for extracting a formation of hydrocarbons | |
Bowker et al. | Carbon dioxide injection and resultant alteration of the Weber Sandstone, Rangely Field, Colorado | |
Bell et al. | Laboratory flow characteristics of gun perforations | |
RU2291955C1 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
Surjaatmadja et al. | Unconventional multiple fracture treatments using dynamic diversion and downhole mixing | |
US2365428A (en) | Recovery of oil from oil fields | |
EA002074B1 (en) | Acoustic method (arwl) for applying an action on a well and on the layer of a field of mineral resources | |
RU2655310C1 (en) | Method for determining efficiency of hydraulic well formation fracturing | |
GB2050467A (en) | Fracturing Subterranean Formations | |
RU2085723C1 (en) | Method for development of oil deposit made up of nonuniform reservoirs | |
Malhotra et al. | Horizontal-Well Fracturing by Use of Coiled Tubing in the Belridge Diatomite: A Case History | |
RU2027848C1 (en) | Method of exploitation of gas-oil pools | |
CN109033533B (en) | Method and system for evaluating stratum permeability and crack connectivity after hydraulic fracturing | |
RU2203404C2 (en) | Process of development of lithologically screened oil- saturated lenses by two wells | |
Malhotra et al. | Coiled Tubing Horizontal Well Fracturing in the Low Young's Modulus, Low Permeability Belridge Diatomite: Challenges Faced and Lessons Learned | |
RU2140521C1 (en) | Method of well completion | |
RU2150578C1 (en) | Method of development of lithologically screened oil saturated lenses by one well | |
Carpenter | Integrated Technique Provides Effective Water Diagnostics in Tight Sand | |
RU2047754C1 (en) | Method and device for treatment of formation at producing well bottom hole | |
Brinkmann | Status report on fracturing of deep and low permeable formations in West Germany | |
RU2283426C2 (en) | Method for oil and gas field development | |
Lodhi et al. | Water Flooding and Smart Well Completion: A Review |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM MD RU |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KG TJ |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ |