RU2046936C1

RU2046936C1 - Method to act on oil-bearing formation

Info

Publication number: RU2046936C1
Authority: RU
Inventors: Б.П. Дьяконов; О.Л. Кузнецов; И.С. Файзуллин; И.А. Чиркин
Original assignee: Малое предприятие "Геоакустик"
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: oil extraction. SUBSTANCE: elastic vibrations are excited in productive formation with the help of vibrating action. Preliminary energy of acoustic noises is measured in different phases of earth tides. Determine phase of earth tides, that corresponds to maximum energy of acoustic noises. Action on formation is exercised during the determined phase of tides till maximum increment of total energy of acoustic noises since beginning of the action and stabilization of filtration features of formation appear. EFFECT: increased oil extraction.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на нефтеносные пласты. The invention relates to the oil industry, in particular to methods for influencing oil formations.

Известен способ воздействия на нефтеносный пласт, включающий возбуждение упругих колебаний в пласте с предварительными измерениями акустического шума [1]
Способ недостаточно эффективен из-за воздействия на пласт без учета влияния на пластовые давления естественных факторов (земных приливов и т.д.).A known method of influencing the oil reservoir, including the excitation of elastic vibrations in the reservoir with preliminary measurements of acoustic noise [1]
The method is not effective enough due to the impact on the reservoir without taking into account the influence on the reservoir pressure of natural factors (earth tides, etc.).

Цель изобретения повышение нефтеотдачи пласта. The purpose of the invention is enhanced oil recovery.

Цель достигается тем, что в известном способе воздействия на нефтеносный пласт, включающем возбуждение упругих колебаний в пласте с предварительными измерениями акустического шума, перед возбуждением упругих колебаний по измерениям в пласте интенсивности акустического шума устанавливают фазу земных приливов, соответствующую максимальной энергии акустического шума, и упругие колебания в пласте возбуждают в эту фазу до появления максимума приращения суммарной с начала возбуждения энергии акустических шумов и стабилизации фильтрационных свойств пласта. The goal is achieved by the fact that in the known method of influencing the oil-bearing formation, including the excitation of elastic vibrations in the reservoir with preliminary measurements of acoustic noise, before the initiation of elastic vibrations from measurements in the reservoir, the intensity of the acoustic noise sets the phase of the tides corresponding to the maximum energy of acoustic noise and elastic vibrations in the reservoir, they are excited in this phase until the maximum increment of the total since the beginning of the excitation of acoustic noise energy and stabilization of the filtration nnyh formation properties.

Сопоставление настоящего решения с известным показывает, что данный способ отличается от известного тем, что эффект воздействия на пласт возбуждением в нем упругих колебаний усиливается при его осуществлении в соответствующую фазу земных приливов за счет нелинейного взаимодействия возбуждаемых и приливных напряжений в пласте, находящемся в напряженно-деформированном состоянии. Эксперименты в различных геологических условиях показали, что воздействие упругими колебаниями вызывают изменения в пласте, проявляющиеся, например, в вариациях давления, интенсивности геоакустических шумов, возбуждаемых источниками трех типов, обусловленных формированием трещиноватости, движением флюида и газовых пузырьков. Образование трещин можно рассматривать как первичный акт, приводящий к дегазации и фильтрации жидкости. Подобные эффекты возникают также за счет различных естественных факторов. Большей частью исключая непосредственное воздействие на призабойную зону через скважину, упругие напряжения, создаваемые искусственными и естественными источниками, на много порядков ниже литостатических и тектонических напряжений, под которыми находятся геологические структуры, в т.ч. и флюидонасыщенные пласты. При таких условиях воздействие упругими колебаниями (например, вибровоздействием) выполняет роль триггерного механизма. Рассмотрение физико-механичес- кой модели, отражающей реальную ситуацию в большинстве пород, показывает, что возбуждение упругих колебаний целесообразно осуществлять в фазу земных приливов, соответствующую максимальной энергии акустического шума, до появления максимума приращения суммарной с начала возбуждения энергии акустических шумов и стабилизации фильтрационных свойств пласта. Время воздействия не может быть произвольным. Оно должно быть оптимальным для реализации активного потенциала коллектора по образованию новых трещин, дефектов и не переводить коллектор в глубоко индефеpентную стадию (бесполезная затрата энергии) или в более опасную, кода проницаемость пласта может снижаться; уменьшение в определенных пределах амплитуды воздействия на глубокозалегающий пласт можно компенсировать его продолжительностью, что имеет существенное значение, так как глубины залегания продуктивных пластов различаются в десятки раз, а соответствующая компенсация интенсивности воздействия ограничивается мощностью технических средств. Comparison of this solution with the known one shows that this method differs from the known one in that the effect of stimulating elastic vibrations on the formation is enhanced during its implementation in the corresponding phase of earth tides due to the nonlinear interaction of the excited and tidal stresses in the reservoir, which is in the stress-strain condition. Experiments in various geological conditions have shown that the action of elastic vibrations causes changes in the formation, manifested, for example, in variations in pressure, intensity of geoacoustic noise, excited by three types of sources, caused by the formation of fracturing, the movement of fluid and gas bubbles. The formation of cracks can be considered as the primary act, leading to degassing and filtration of the liquid. Similar effects also arise due to various natural factors. For the most part, excluding the direct impact on the bottomhole zone through the borehole, the elastic stresses created by artificial and natural sources are many orders of magnitude lower than the lithostatic and tectonic stresses under which the geological structures are located, including and fluid saturated formations. Under such conditions, the action of elastic vibrations (for example, vibration) acts as a trigger mechanism. Examination of the physical and mechanical model that reflects the real situation in most rocks shows that it is advisable to excite elastic vibrations during the tidal phase, corresponding to the maximum acoustic noise energy, until the maximum increment in the total acoustic noise energy from the beginning of excitation and stabilization of the formation filtration properties . The exposure time cannot be arbitrary. It should be optimal for realizing the reservoir’s active potential for the formation of new cracks, defects and not transfer the reservoir to a deeply indented stage (useless energy consumption) or to a more dangerous one, while the permeability of the formation may decrease; a decrease in certain limits of the amplitude of the impact on the deep-seated formation can be compensated for by its duration, which is of significant importance, since the depths of the productive formations differ by tens of times, and the corresponding compensation of the intensity of the impact is limited by the power of technical means.

Для выбора частот воздействия следует учитывать два положения: затухание возбуждаемых упругих колебаний от источника до пласта не должно быть значительным; использование возможной частоты зависимости реакции пласта на воздействие, что особенно четко проявляется в призабойной зоне пласта, когда источник упругих колебаний располагается возле скважины на земной поверхности. To select exposure frequencies, two points should be taken into account: the attenuation of the excited elastic vibrations from the source to the formation should not be significant; the use of the possible frequency of the dependence of the formation response to the impact, which is especially evident in the bottomhole formation zone, when the source of elastic vibrations is located near the well on the earth's surface.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В скважинах на площади воздействия размещают зонды с сейсмодатчиками и усилителями, принимающие импульсы упругих колебаний в полосе звуковых частот, электрические сигналы передаются на поверхность, где расположены блоки дополнительной фильтрации, обработки и регистрации. Зонды опускают на глубину пласта, наблюдают интенсивность акустических шумов в разные фазы земных приливов в течение суток и устанавливают фазу приливов, соответствующую максимальной энергии акустического шума. Probes with seismic sensors and amplifiers that receive pulses of elastic vibrations in the frequency band of sound frequencies are placed in wells in the exposure area, electrical signals are transmitted to the surface, where additional filtering, processing and recording units are located. The probes are lowered to the depth of the reservoir, the intensity of acoustic noise is observed in different phases of the Earth's tides during the day, and the phase of the tides is set corresponding to the maximum energy of acoustic noise.

Затем выбирают частоту возбуждаемых колебаний. При выборе частоты необходимо учесть, во-первых, то, что частота или полоса частот должны быть такими, чтобы из-за затухания при рассмотрении от источника до объекта воздействия упругие колебания заметно не ослаблялись. Это обычное требование принято и в сейсморазведке. Then choose the frequency of the excited oscillations. When choosing a frequency, it is necessary to take into account, firstly, that the frequency or frequency band must be such that due to attenuation when viewed from the source to the object of influence, the elastic vibrations are not noticeably weakened. This is a common requirement in seismic exploration.

Во-вторых, надо учесть возможные частотно-вибрационную зависимость отклика пласта на воздействие. Для этого источник упругих колебаний располагают в намеченном для основной работы месте. На первом этапе обычно на поверхности возле устья скважины. Источник в данном случае включается в произвольную фазу земных приливов на короткое время (в пределах минуты) в режиме свип-сигнала или перебора частот. Одновременно в скважине на уровне коллектора регистрируют интенсивность вызванных акустических шумов и в результате, если имеется частотная зависимость, определяют частоту воздействия по наибольшему акустическому отклику. Этим завершается подготовительный этап. Рабочие циклы воздействия проводят в установленную фазу земных приливов. Вибровоздействие упругими колебаниями в зависимости от технических и других условий может состоять из одного или нескольких циклов с кратковременными перерывами между ними, меньшими длительности самих циклов. Измерение акустического шума и фильтрационных свойств по стандартной методике начинают до включения источника колебаний и продолжают до тех пор, пока приращение суммарной энергии акустического шума не достигнет максимума, а фильтрационные свойства не стабилизируются. Secondly, it is necessary to take into account the possible frequency-vibration dependence of the response of the formation to the impact. For this, the source of elastic vibrations is located in the place designated for the main work. The first step is usually on the surface near the wellhead. The source in this case is included in an arbitrary phase of earth tides for a short time (within a minute) in the sweep signal or frequency sweep mode. At the same time, the intensity of the induced acoustic noise is recorded in the borehole at the collector level, and as a result, if there is a frequency dependence, the frequency of exposure is determined from the largest acoustic response. This concludes the preparatory phase. Working cycles of exposure are carried out in the established phase of the Earth's tides. Vibration due to elastic vibrations, depending on technical and other conditions, may consist of one or more cycles with short breaks between them, shorter than the duration of the cycles themselves. The measurement of acoustic noise and filtration properties by a standard method begins before the oscillation source is turned on and continues until the increment in the total energy of acoustic noise reaches a maximum and the filtration properties are not stabilized.

Учитывая флуктуационный, нерегулярный характер возникающих в пласте разрывов и, естественно, акустического шума, интервал приращения энергии шума варьируют в зависимости от конкретных условий, начиная, например, с 15 с. Considering the fluctuation, irregular nature of gaps in the formation and, of course, acoustic noise, the interval of increase in noise energy varies depending on specific conditions, starting, for example, from 15 s.

Наряду с регистрацией акустических шумов в натурных исследованиях проводят измерения проницаемости пласта методами термометрии, акустического каротажа и т.п. Along with the registration of acoustic noise in field studies, the permeability of the formation is measured by thermometry, acoustic logging, etc.

Таким образом упругие колебания, если рассматривать их объемное воздействие на коллектор, выполняют роль триггерного механизма, приводящего в действие накопленные за счет естественных и других долговременных факторов напряжения в пласте и в результате вызывающего появление новых трещин, разрывов, а, следовательно, повышение фильтрационных свойств. Thus, elastic vibrations, if we consider their volumetric effect on the reservoir, act as a trigger mechanism that drives accumulated due to natural and other long-term stress factors in the reservoir and as a result of which new cracks, fractures, and, consequently, increase filtration properties appear.

Эффективность воздействия существенно усиливается при соответствующем учете земных приливов и по сравнению с известным способом может достигать 5-10% в зависимости от структуры коллектора. The effectiveness of the impact is significantly enhanced with the appropriate consideration of the earth's tides and compared with the known method can reach 5-10% depending on the structure of the collector.

Данный способ рассчитан на применение в различных геолого-геофизических условиях, в том числе в областях с избыточными тектоническими напряжениями; в зонах резкого изменения рельефа и крупных разрывных нарушений; в пластах с аномально-высоким давлением. This method is designed for use in various geological and geophysical conditions, including in areas with excessive tectonic stresses; in areas of sharp changes in relief and major explosive disturbances; in formations with abnormally high pressure.

Claims

METHOD FOR INFLUENCE ON OIL LAYER, including the excitation of elastic vibrations with preliminary measurements of acoustic noise, characterized in that before the excitation of elastic vibrations, measurements of the acoustic noise intensity establish the phase of the tides corresponding to the maximum acoustic noise energy, while the elastic vibrations in the formation excite this phase until the maximum increment of the total since the beginning of the excitation of acoustic noise energy and stabilization of the filtration properties of the plasmas a.