RU2140534C1

RU2140534C1 - Method for acoustically affecting oil-and-gas-bearing formation

Info

Publication number: RU2140534C1
Application number: RU98104745/03A
Authority: RU
Inventors: В.С. Подобед; Е.Я. Мартынов
Original assignee: Подобед Виктор Сергеевич
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-10-27

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: method includes diagnostics of bottom zone, affecting formation by acoustic field, and adjusting irradiation parameters from feedback results. Acoustic irradiation is effected in step-by-step mode by vertically oriented and circular of horizontally oriented fields simultaneously. In the first step, stationary wave is formed in closed space confined by hole tube. In the second step, stationary wave with resonance frequency of formation structure with fluid is formed in perforation zone. Above-mentioned feedback is frequency dependence of signal amplitude provided by acoustic field dispersed in backward direction. EFFECT: enhanced acoustic treatment efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности акустического воздействия на призабойную зону, повышения продуктивности скважины и пласта пород-коллекторов в целом. The invention relates to the oil industry and can be used to increase the efficiency of acoustic impact on the bottom-hole zone, to increase the productivity of the well and the reservoir rocks as a whole.

Известен способ акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов, принятый за прототип (патент РФ N 2026969, опубл. 20.01.95, бюл. N 2). Способ включает воздействие на прискважную зону акустическим полем, в котором выделяют участки с пониженными фильтрационными свойствами, затем обработку пласта ведут поточечно с интенсивностью не менее 0,2 Вт/см², и после каждого облучения корректируют сигнал до момента стабилизации фильтрационных свойств. Оценку фильтрационных свойств производят косвенно по показаниям скважинного датчика давления, расходомера и пр.There is a method of acoustic impact on the bottom-hole zone of productive formations, adopted as a prototype (RF patent N 2026969, publ. 20.01.95, bull. N 2). The method includes applying an acoustic field to the near-well zone in which areas with reduced filtration properties are distinguished, then the formation is treated pointwise with an intensity of at least 0.2 W / cm ² , and after each irradiation the signal is adjusted until the filtration properties are stabilized. Assessment of filtration properties is carried out indirectly according to the testimony of a downhole pressure sensor, flow meter, etc.

Недостатком способа является косвенная оценка состояния скважины и не достоверно отражающая процессы, происходящие в результате акустического облучения, в результате этого, повышенная трудоемкость, требующая определения динамики восстановления путем ее периодического измерения в перерывах между циклами облучения и сравнения с предыдущими. Способ позволяет воздействовать только на призабойную зону и не обеспечивает акустического воздействия на весь продуктивный газонефтеносный пласт. The disadvantage of this method is an indirect assessment of the condition of the well and does not reliably reflect the processes occurring as a result of acoustic irradiation, as a result of this, increased complexity requiring the determination of recovery dynamics by periodically measuring it in intervals between irradiation cycles and comparing with the previous ones. The method allows you to act only on the bottom-hole zone and does not provide acoustic effects on the entire productive gas-oil formation.

Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности акустического воздействия на скважину, призабойную зону и на весь продуктивный пласт, увеличивая его производительность, за счет повышения достоверности оценки фильтрационных свойств скважины. The objective of the proposed method is to increase the effectiveness of acoustic impact on the well, bottomhole zone and the entire reservoir, increasing its productivity, by increasing the reliability of the assessment of the filtration properties of the well.

Поставленная задача с достижением технического результата осуществляется в способе акустического воздействия на нефтегазоносный пласт, включающем диагностику призабойной зоны, облучение акустическим полем и корректировку параметров режимов облучения по результатам обратной связи, причем акустическое воздействие осуществляют поэтапно вертикально направленным и круговым горизонтально направленным акустическими полями, действующими одновременно, на первом этапе с образованием стоячей волны в зоне, окруженной скважинными трубами, и на втором этапе с образованием бегущей волны в зоне перфорации с резонансной частотой структуры пласта с флюидом, а обратной связью является частотная зависимость амплитуды сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля, причем интенсивность акустического излучения в зоне перфорации не менее 10 Вт/см².The task with the achievement of the technical result is carried out in the method of acoustic impact on the oil and gas bearing formation, including the diagnosis of the bottomhole zone, irradiation with an acoustic field and adjustment of the parameters of the irradiation modes according to the feedback results, and the acoustic effect is carried out in stages of vertically directed and circularly horizontally directed acoustic fields acting simultaneously, at the first stage with the formation of a standing wave in the area surrounded by downhole pipes, and at the second stage with the formation of a traveling wave in the perforation with a resonant frequency of the structure of the formation with fluid, and the feedback is the frequency dependence of the amplitude of the signal obtained from the backscattered acoustic field, and the intensity of the acoustic radiation in the perforation zone is at least 10 W / cm ² .

Использование в качестве обратной связи отраженных акустических волн без косвенных измерений дает возможность достоверно судить об изменении фильтрационных свойств скважины и при этом оптимально воздействовать на параметры посылаемого акустического сигнала, вызывая стоячую волну или приближая режим колебаний к резонансному. Такая связь дает возможность оперативно получить режим резонанса с частицами среды и повысить эффективность акустического воздействия. The use of reflected acoustic waves as feedback without indirect measurements makes it possible to reliably judge the change in the filtration properties of the well and at the same time optimally affect the parameters of the transmitted acoustic signal, causing a standing wave or bringing the oscillation mode closer to the resonant one. Such a connection makes it possible to quickly obtain a resonance mode with particles of the medium and increase the efficiency of acoustic exposure.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа. In FIG. 1 shows a diagram of a method.

На фиг. 2 изображено устройство, поясняющее осуществление способа. In FIG. 2 shows a device explaining the implementation of the method.

Акустические излучатели 1 (фиг. 1) соединены с генератором 2, датчик обратной связи 3, представляющий собой акустический приемник, связан с блоком управления 4, который соединен через аналого-цифровой преобразователь 5 с компьютером 6, а его выход осуществляет обратную связь через дешифратор команд 7 на блок управления 4 и генератор 2. The acoustic emitters 1 (Fig. 1) are connected to the generator 2, the feedback sensor 3, which is an acoustic receiver, is connected to the control unit 4, which is connected via an analog-to-digital converter 5 to the computer 6, and its output provides feedback through the command decoder 7 to the control unit 4 and the generator 2.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Как изображено на фиг.2, в насосно-компрессорную трубу (НКТ) 8 работающей скважины через лубрикатор 9 опускают скважинный прибор 10 до начала перфорации 11 призабойной зоны продуктивного пласта. Акустический датчик 3 передает сигнал по геофизическому кабелю 12 на наземную аппаратуру 13 для обработки и принятия решения о режиме воздействия на пласт. После принятия решения подается сигнал на блок 14, который запитывает пьезоизлучатели 1, создающие горизонтально направленное круговое акустическое поле 15, которое образует стоячую волну в объеме, ограниченном НКТ 8, а затем и в объеме, ограниченном обсадной колонной 16, кроме того одновременно действует акустическое поле и в вертикальном направлении 17, осуществляя проход прибора по скважине и воздействие на парафино-гидратный слой. После достижения прибором зоны перфорации 11, пока перфорационные отверстия закрыты веществом среды, стоячие волны в призабойной зоне приводят к раскрытию перфорации скважинной трубы и акустическое воздействие превращается в бегущую волну, распространяющуюся в виде кругового горизонтально направленного поля, что повышает эффективность воздействия на весь пласт. Диагностика проводится по сигналам от датчика 3. Наиболее надежным признаком проникновения акустических волн в нефтегазоносный пласт является появление эхо-сигналов от неоднородностей пласта, окружающего скважину, причем, чем дальше проникновение, тем сильнее и длительнее реверберации и, кроме того, по устойчивой амплитуде ревербераций можно судить о достижении режима резонанса посланного акустического воздействия с множеством резонаторов, находящихся в среде флюида: воздушных полостей, твердых частиц и др. Это приводит к распространению резонансного явления в продуктивном пласте в плоскости, перпендикулярной оси скважины. Частота акустической волны, равная собственной частоте структуры пласта с флюидом, приводит к максимально эффективной очистке каналов движения флюидов в пласте, снижению вязкости и трения при движении флюида. Распространение резонансного акустического излучения по продуктивному пласту интенсивностью не менее 10 Вт/см² в свою очередь обеспечивает связи пласт-скважина и повышение дебита сразу нескольких нефтяных скважин данного пласта. Испытания показали увеличение дебита скважины до 45% в отличие от прототипа, увеличивающего дебит до 30%.As shown in FIG. 2, the downhole tool 10 is lowered into the tubing 8 of a working well through a lubricator 9 until the perforation 11 of the bottomhole formation zone begins. The acoustic sensor 3 transmits a signal through a geophysical cable 12 to ground equipment 13 for processing and deciding on the mode of stimulation. After the decision is made, a signal is sent to block 14, which feeds the piezoelectric emitters 1, creating a horizontally directed circular acoustic field 15, which forms a standing wave in the volume limited by the tubing 8, and then in the volume limited by the casing 16, in addition, the acoustic field also acts and in the vertical direction 17, making the device pass through the well and affect the paraffin-hydrate layer. After the device reaches the perforation zone 11, while the perforations are closed by the medium, standing waves in the bottomhole zone open the perforation of the borehole and the acoustic effect turns into a traveling wave propagating in the form of a circular horizontally directed field, which increases the effectiveness of the impact on the entire formation. Diagnostics is carried out using signals from the sensor 3. The most reliable sign of the penetration of acoustic waves into the oil and gas reservoir is the appearance of echo signals from heterogeneities of the formation surrounding the well, and the further the penetration, the stronger and longer the reverberation and, in addition, the stable reverberation amplitude can be to judge the achievement of the resonance mode of the sent acoustic impact with many resonators located in the fluid medium: air cavities, solid particles, etc. This leads to the spread of the resonance phenomenon in the reservoir in a plane perpendicular to the axis of the well. The frequency of the acoustic wave, equal to the natural frequency of the structure of the formation with the fluid, leads to the most effective cleaning of the channels of fluid movement in the formation, reducing viscosity and friction when moving the fluid. The propagation of resonant acoustic radiation through the reservoir with an intensity of at least 10 W / cm ² in turn provides reservoir-well communications and an increase in the production rate of several oil wells of the reservoir at once. Tests showed an increase in well production up to 45%, in contrast to the prototype, which increases production up to 30%.

Оцениваются характеристики реверберации как в ручном, так и в автоматическом режимах. В автоматическом режиме компьютер сам производит зондирование пласта в заданном частотном диапазоне с произвольным шагом по частоте и представляет оператору результат для принятия решения в графическом режиме (частотно-временную гистограмму реверберации). Возможна реализация адаптивного режима, при котором чередуются циклы диагностики и воздействия, причем параметры воздействия корректируются в автоматическом режиме по алгоритму программного обеспечения. Reverb characteristics are evaluated in both manual and automatic modes. In automatic mode, the computer itself performs sounding of the formation in a given frequency range with an arbitrary frequency step and presents to the operator the result for deciding in graphical mode (time-frequency histogram of the reverberation). It is possible to implement an adaptive mode in which the cycles of diagnosis and exposure alternate, and the exposure parameters are automatically adjusted according to the software algorithm.

Данный способ позволяет осуществить очистку не только околоскважинного пространства пластов от осевших частиц, но и самих пластов, разрушает гидратные и парафиновые пробки, а также снижает вязкость нефти в зоне притока за счет достижения резонансных колебаний в среде, возбуждаемых горизонтально направленным круговым акустическим полем, и оптимизации такого режима за счет использования в качестве обратной связи акустического датчика, принимающего отраженные, рассеянные акустические колебания, которые напрямую, без косвенных измерений достоверно отражают все процессы, происходящие в среде продуктивного пласта. Способ экологически чист, позволяет повысить дебит нефтяных скважин на до 45%. This method allows cleaning not only the near-wellbore space of the formations from settled particles, but also the formations themselves, destroys hydrate and paraffin plugs, and also reduces the viscosity of the oil in the inflow zone by achieving resonant vibrations in the medium excited by a horizontally directed circular acoustic field, and optimization this mode due to the use as feedback of an acoustic sensor that receives reflected, scattered acoustic vibrations that are directly, without indirect measurements th reliably reflect all the processes occurring in the environment of the reservoir. The method is environmentally friendly, can increase the flow rate of oil wells by up to 45%.

Claims

1. The method of acoustic impact on the oil and gas bearing formation, including the diagnosis of the bottomhole zone, irradiation with an acoustic field and adjustment of the parameters of the irradiation mode according to the feedback results, characterized in that the acoustic effect is carried out in phased vertically directed and circularly horizontally directed acoustic fields simultaneously, and in the first stage - with the formation of a standing wave in areas of space bounded by downhole pipes, and in the second stage with the formation of traveling waves in the perforation area with the resonant frequency of the structure with the fluid reservoir, and a feedback is frequency dependence of the signal amplitude obtained from the backscattered acoustic field.

2. The method according to p. 1, characterized in that the intensity of the acoustic radiation in the perforation zone is at least 10 W / cm ² .