RU2155264C2 - Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment - Google Patents
Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155264C2 RU2155264C2 RU98114822A RU98114822A RU2155264C2 RU 2155264 C2 RU2155264 C2 RU 2155264C2 RU 98114822 A RU98114822 A RU 98114822A RU 98114822 A RU98114822 A RU 98114822A RU 2155264 C2 RU2155264 C2 RU 2155264C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- source
- frame
- waves
- radiating plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для повышения эффективности разработки залежей нефти. The invention relates to seismology and can be used to increase the efficiency of the development of oil deposits.
Каждое месторождение нефти, проходя последовательно этапы разработки, закономерно подходит к завершающей стадии, характеризующейся снижением добычи, при этом остается до 40-50% первоначальных запасов. Одна из основных проблем нефтедобычи - извлечение остаточной нефти, поэтому особую актуальность приобретают методы, способствующие нефтеотдаче. Одним из них является вибрационное воздействие на нефтяную залежь в призабойной зоне скважин, которое осуществляется с помощью механических, гидравлических, ультразвуковых генераторов волн давления в пористой среде (Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти/Под общ. ред. Ш.К. Гиматудинова, Р.С. Андриасовa, И.Т. Мищенко, А.И. Петровa и др.- M.: Недра, 1983, с. 364-368). Each oil field, passing successively stages of development, naturally approaches the final stage, characterized by a decrease in production, with up to 40-50% of the initial reserves remaining. One of the main problems in oil production is the extraction of residual oil, therefore, methods that promote oil recovery are of particular relevance. One of them is the vibrational effect on the oil reservoir in the near-wellbore zone of the wells, which is carried out using mechanical, hydraulic, and ultrasonic generators of pressure waves in a porous medium (Reference Guide for Designing the Development and Operation of Oil Fields. Oil Production / Ed. Sh. K. Gimatudinova, R.S. Andriasova, I.T. Mishchenko, A.I. Petrova et al. - M .: Nedra, 1983, p. 364-368).
Колебания давления, генерируемого вибраторами, распространяясь в пористой среде и пластовой жидкости, обуславливают появление микротрещин в породе, уменьшение вязкости нефти, разрушение пространственной структуры смолистых и парафинистых ее составляющих. Возрастает также подвижность границ раздела вода-нефть, уменьшается поверхностное натяжение нефти на границе с водой, возрастает скорость капиллярного впитывания воды в нефтенасыщенную пористую среду. Установлено также, что колебания давления способствуют интенсификации суффозии (переноса) свободных частиц в поровом пространстве, дополнительно увеличивая ее проводимость. Колебания давления в обводнившемся пласте способствуют интенсификации процессов расслоения воды и нефти с соответствующим сокращением водонасыщенности пористой среды, увеличению притока нефти и поглотительной способности нагнетательных скважин, увеличению радиуса и раскрытости трещин. Fluctuations in the pressure generated by vibrators, propagating in a porous medium and formation fluid, cause the appearance of microcracks in the rock, a decrease in the viscosity of oil, and the destruction of the spatial structure of its resinous and paraffinic components. The mobility of the water-oil interface also increases, the surface tension of oil at the interface with water decreases, and the rate of capillary absorption of water into an oil-saturated porous medium increases. It was also established that pressure fluctuations contribute to the intensification of suffusion (transfer) of free particles in the pore space, further increasing its conductivity. Pressure fluctuations in the flooded reservoir contribute to the intensification of the processes of separation of water and oil with a corresponding reduction in the water saturation of the porous medium, an increase in oil inflow and absorption capacity of injection wells, and an increase in the radius and opening of cracks.
Главным недостатком указанного способа является ограниченный радиус воздействия на пласт из-за малой мощности виброисточников, зависящих в свою очередь от геометрических параметров скважин. The main disadvantage of this method is the limited radius of action on the reservoir due to the low power of the vibration sources, which in turn depend on the geometric parameters of the wells.
Известен также способ вибровоздействия источниками, передающими сейсмическую энергию на нефтяной пласт с земной поверхности через толщу вышележащих горных пород - технология объемного вибросейсмического воздействия (ВСВ) (Результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи вибросейсмическим методом. Б.Ф. Симонов, С.В. Сердюков, Е.Н. Чередников и др. Нефтяное хозяйство, 1996, N 15, с. 48-52). There is also known a method of vibration exposure by sources transmitting seismic energy to an oil reservoir from the earth’s surface through a layer of overlying rocks — volumetric vibroseismic impact (VSS) technology (Results of pilot field work to increase oil recovery by the vibroseismic method. B.F. Simonov, S.V. Serdyukov, E.N. Cherednikov and others. Oil industry, 1996, N 15, S. 48-52).
При проведении работ были использованы мощные электромеханические виброисточники модульного типа блочной конструкции с вертикальным направлением вынуждающей силы. Как указывают авторы, применение метода вибросейсмического воздействия с земной поверхности значительно увеличивает нефтеотдачу обводненных пластов месторождений, находящихся на поздней стадии эксплуатации. Особенно эффективен этот метод на многопластовых залежах. Эффект от ВСВ проявляется в зоне радиусом 2,5-3,0 км от точки установки виброисточников, где обводненность скважин достигает 38-50% общей добычи участка. Эффект от вибровоздействия сохраняется от 7 до 12 месяцев. During the work, powerful electromechanical vibration sources of a modular type of a block design with a vertical direction of the driving force were used. As the authors indicate, the application of the method of vibroseismic exposure from the earth's surface significantly increases the oil recovery of flooded reservoirs of deposits that are at a late stage of operation. This method is especially effective on multilayer deposits. The effect of water waves is manifested in a zone with a radius of 2.5-3.0 km from the point of installation of vibration sources, where the water cut of the wells reaches 38-50% of the total production of the site. The effect of vibration exposure lasts from 7 to 12 months.
Основным недостатком указанного способа является воздействие на нефтяную залежь виброисточником только вертикальным направлением вынуждающей силы. Действие вертикальной силы в упругом полупространстве (каковым является толща горных пород) приводит к возбуждению в нем интенсивной продольной волны (Р) в направлении действия силы. По мере отхода от вертикали интенсивность продольной волны (Р) уменьшается по закону косинуса и становится равной нулю в направлении дневной поверхности. Одновременно продольные волны упругости (расширения - сжатия) в определенных случаях могут приводить к уплотнению или даже закупорке пор и трещин. The main disadvantage of this method is the impact on the oil reservoir with a vibration source only in the vertical direction of the driving force. The action of the vertical force in the elastic half-space (which is the thickness of the rocks) leads to the excitation of an intense longitudinal wave (P) in it in the direction of the force. As you move away from the vertical, the longitudinal wave (P) intensity decreases according to the law of cosine and becomes equal to zero in the direction of the day surface. At the same time, longitudinal waves of elasticity (expansion - compression) in certain cases can lead to compaction or even clogging of pores and cracks.
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности вибровоздействия на нефтяную залежь. The technical problem solved by the invention is to increase the efficiency of vibration exposure to an oil reservoir.
Указанная задача достигается тем, что на нефтяную залежь воздействуют не только продольными (Р), но и поперечными (S) волнами различной (управляемой) поляризации, при этом поле вибровоздействия (P- и/или S-волны) налагают одновременно или последовательно сейсмическими сигналами одинаковых или различных параметров (частоты, длительности и т.д.). This problem is achieved in that the oil reservoir is affected not only by longitudinal (P), but also transverse (S) waves of different (controlled) polarization, while the vibration field (P and / or S waves) is applied simultaneously or sequentially by seismic signals the same or different parameters (frequency, duration, etc.).
При приложении к поверхности упругого полупространства источника горизонтальной силы в среде возникают продольные (Р) и поперечные (S) волны, поляризация которых определяется направлением действия этой силы. При ее ориентации вдоль линии профиля (ось X) в среде возникают продольные (Р) и поперечные (S) волны (Сейсмическая разведка методом поперечных и обменных волн. Н. Н. Пузырев, А. В. Тригубов, Л.Ю. Бродов и др.- М.: Недра, 1985, 277 с.). Продольная волна (Р) в вертикальной плоскости не излучается, а ее максимальные амплитуды наблюдаются под углами 40-60o относительно вертикальной оси. Поперечная SV-волна поляризована в вертикальной плоскости.When a horizontal force source is applied to the surface of the elastic half-space, longitudinal (P) and transverse (S) waves arise in the medium, the polarization of which is determined by the direction of action of this force. When it is oriented along the profile line (X axis), longitudinal (P) and transverse (S) waves arise in the medium (Seismic exploration using the method of transverse and converted waves. N. N. Puzyrev, A. V. Trigubov, L. Yu. Brodov and Dr. M .: Nedra, 1985, 277 pp.). The longitudinal wave (P) in the vertical plane is not radiated, and its maximum amplitudes are observed at angles of 40-60 o relative to the vertical axis. The transverse SV wave is polarized in the vertical plane.
При действии горизонтальной силы перпендикулярно линии профиля (ось Y) в вертикальной плоскости, проходящей через профиль (плоскость XOZ), наблюдается только поперечная SH-волна, поляризованная в направлении, перпендикулярном линии профиля. В противоположность продольным поперечные волны в любых случаях приводят к смещению одних частиц относительно других. Under the action of a horizontal force perpendicular to the profile line (Y axis) in the vertical plane passing through the profile (XOZ plane), only the transverse SH wave is polarized in the direction perpendicular to the profile line. In contrast to longitudinal waves, transverse waves in any case lead to the displacement of some particles relative to others.
Вышеизложенное говорит о том, что при последующем воздействии на нефтяную залежь поперечными волнами (или при одновременном воздействии P- и S-волнами) значительно увеличивается эффект вибровоздействия из-за наличия различного типа волн в упругой и флюидонасыщенной средах. Это позволит дополнительно воздействовать на трещиноватость, пористость (улучшение раскрытия в других плоскостях), уменьшение вязкости и поверхностного натяжения нефти и т. д. , что в конечном счете приведет к значительному увеличению нефтеотдачи скважин. The foregoing indicates that upon subsequent exposure to the oil reservoir by transverse waves (or by simultaneous exposure to P and S waves), the effect of vibration exposure increases significantly due to the presence of various types of waves in elastic and fluid-saturated media. This will additionally affect the fracturing, porosity (improving disclosure in other planes), reducing the viscosity and surface tension of oil, etc., which ultimately will lead to a significant increase in oil recovery.
Известен источник сейсмических колебаний (патент РФ 2094827, кл. G 01 V 1/147 от 27.10.97, заявка N 95112213 от 27.07.95 г.), содержащий излучающую плиту, шарнирно соединенную с ней одним концом стойку, возбудитель колебаний, перемещаемый шток которого соединен со вторым концом стойки, снабжен приспособлением для изменения угла наклона стойки относительно возбудителя и фиксатором ее положения. Изобретение также предусматривает использование не менее одной дополнительной плиты и различных видов ее связи со штоком вибровозбудителя и излучающей плитой для регулирования параметров сейсмических импульсов, а следовательно, формы и спектра возбуждаемых колебаний. A known source of seismic vibrations (RF patent 2094827, class G 01 V 1/147 of 10.27.97, application N 95112213 of 07.27.95), containing a radiating plate pivotally connected to it at one end of the rack, the pathogen, a movable rod which is connected to the second end of the rack, is equipped with a device for changing the angle of inclination of the rack relative to the pathogen and its position lock. The invention also provides for the use of at least one additional plate and various types of its connection with the rod of the exciter and the radiating plate to control the parameters of seismic pulses, and therefore the shape and spectrum of the excited vibrations.
Указанная конструкция достаточно сложна, излучающие плиты связаны кинематически между собой, что при подаче различных сейсмических сигналов на разные излучающие плиты в той или иной степени может давать наводки, что особенно актуально при возбуждении разнопараметрных сигналов. Кроме того, при удалении дополнительных плит от вертикальной оси штока возбудителя ухудшается сцепление с почвой и как следствие ухудшается передача сейсмических сигналов в геологическую среду. The indicated design is quite complicated, the emitting plates are kinematically connected to each other, which, when various seismic signals are applied to different emitting plates, can produce crosstalk to one degree or another, which is especially important when exciting multi-parameter signals. In addition, when removing additional plates from the vertical axis of the pathogen rod, adhesion to the soil deteriorates and, as a result, the transfer of seismic signals to the geological environment deteriorates.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности источника сейсмических колебаний при одновременном расширении его технологических возможностей. The technical result of the invention is to increase the reliability of the source of seismic vibrations while expanding its technological capabilities.
Указанная задача решается за счет того, что источник сейсмических колебаний, содержащий по крайней мере две излучающие плиты, связанные с закрепленным на раме возбудителем колебаний, снабжен закрепленной на раме плитой, через которую пропущен шток возбудителя колебаний, при этом одна из излучающих плит шарнирно связана с указанным штоком, а каждая из других излучающих плит шарнирно связана с двумя тягами, закрепленными шарнирно на плите, которая может быть закреплена на раме с возможностью поворота и продольного перемещения относительно штока возбудителя колебаний. Кроме того, по крайней мере одна из двух тяг может быть выполнена переменной длины, а концы их крепления на плите могут быть смещены по ее радиусу относительно друг друга. This problem is solved due to the fact that the source of seismic vibrations, containing at least two radiating plates associated with a vibration exciter fixed to the frame, is equipped with a plate fixed to the frame through which the rod of the vibration exciter is passed, while one of the radiating plates is pivotally connected to the specified rod, and each of the other radiating plates pivotally connected with two rods pivotally mounted on the plate, which can be mounted on the frame with the possibility of rotation and longitudinal movement relative about the stem of the pathogen. In addition, at least one of the two rods can be made of variable length, and the ends of their fastening on the plate can be offset along its radius relative to each other.
Для повышения компактности и эффективности одна из излучающих плит выполняется центральной, а другие располагаются вокруг нее. To increase compactness and efficiency, one of the radiating plates is made central, and the others are located around it.
Как следует из вышеизложенного, значительно упрощается конструкция источника сейсмических колебаний, а именно каждая излучающая плита независима от других, проще ее монтаж и обслуживание, обеспечивается независимая без искажений (помех) передача сейсмических сигналов, кроме того, за счет установки стоек обеспечивается распорное усилие от массы самого источника на дополнительные излучающие плиты, что обеспечивает надежное сцепление с почвой и как следствие качественную передачу сейсмических сигналов в геологическую среду. Одновременно за счет возможности поворота известным способом поворотной плиты на угол до 50o обеспечивается передача сигналов в геологическую среду в любом направлении.As follows from the above, the design of the source of seismic vibrations is greatly simplified, namely, each emitting plate is independent of the others, its installation and maintenance are simpler, the transmission of seismic signals is independent without distortion (interference), in addition, due to the installation of the racks, a spacer force from the mass is provided the source itself to additional radiating plates, which ensures reliable adhesion to the soil and, as a result, high-quality transmission of seismic signals to the geological environment. At the same time, due to the possibility of turning the turntable by an angle of up to 50 ° in a known manner, the signals are transmitted to the geological environment in any direction.
Для лучшего понимания изобретения ниже приведен вариант его конкретного выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 - конструктивная схема предлагаемого технического решения (источник с возбудителем условно не показан);
фиг. 2 - вид по А-А (см. фиг. 1);
фиг. 3 - вид на излучающие плиты при повороте поворотной плиты на 45o.For a better understanding of the invention, the following is a variant of its specific implementation with reference to the drawings, in which:
FIG. 1 is a structural diagram of the proposed technical solution (source with a pathogen conditionally not shown);
FIG. 2 is a view along AA (see FIG. 1);
FIG. 3 - view of the radiating plates when the rotation of the rotary plate by 45 o .
Предложенный источник сейсмических колебаний содержит жесткий перемещаемый шток 1 возбудителя колебаний, с шарнирным концом 2 которого соединена центральная 3 излучающая плита. Одновременно на ходовой части (раме) источника сейсмических колебаний (не показан) установлена поворотная плита 4, через которую проходит жесткий перемещаемый шток 1 возбудителя. На внешнем кольце 5 поворотной плиты 4 установлены кронштейны 6 для крепления стоек 7, соединенных также шарнирно с дополнительными излучающими плитами 8. Дополнительные излучающие плиты 8 соединены шарнирно с внутренним кольцом 9 поворотной плиты 4 телескопическими тягами 10. Кроме того, поворотная плита 4 имеет возможность перемещения вдоль вертикальной оси и поворота в горизонтальной плоскости до 50o в одном из любых двух направлений.The proposed source of seismic vibrations contains a rigid movable rod 1 of the pathogen, with a hinged end 2 of which is connected to the Central 3 radiating plate. At the same time, a rotary plate 4 is installed on the chassis (frame) of the seismic oscillation source (not shown), through which a rigid movable rod 1 of the pathogen passes. Brackets 6 are mounted on the outer ring 5 of the rotary plate 4 for attaching the uprights 7, which are also pivotally connected to additional
Работа установки осуществляется следующим образом. The installation is as follows.
Для передачи (инициирования) продольных волн используют центральную излучающую плиту или в дополнение к ней дополнительные диаметрально противоположные, или все дополнительные. For the transmission (initiation) of longitudinal waves, a central radiating plate is used, or in addition to it, additional diametrically opposite, or all additional.
Для передачи (инициирования) поперечных волн дополнительные две плиты (одна вдоль профиля, а другая - перпендикулярно профилю) отводят от центральной излучающей плиты на определенное расстояние, стойками прижимают к почве и передают сейсмосигналы. При необходимости меняют полярность или создают необходимые комбинации. To transmit (initiate) shear waves, two additional plates (one along the profile and the other perpendicular to the profile) are taken away from the central radiating plate at a certain distance, pushed to the ground with the posts and transmit seismic signals. If necessary, change the polarity or create the necessary combinations.
Перемещение поворотной плиты вдоль вертикальной оси позволит менять величину (изменять соотношение составляющих) при передаче (инициировании) поперечных волн. Moving the turntable along the vertical axis will allow you to change the value (change the ratio of components) during the transmission (initiation) of transverse waves.
Для получения продольных и поперечных волн в работе участвуют центральная и дополнительные плиты. Изменить направление поперечных волн можно перемещением поворотной плиты. В этом случае соответственно перемещению будет изменяться и направление поперечных волн. To obtain longitudinal and transverse waves, the central and additional plates are involved in the work. The direction of shear waves can be changed by moving the turntable. In this case, according to the movement, the direction of the transverse waves will also change.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114822A RU2155264C2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114822A RU2155264C2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98114822A RU98114822A (en) | 2000-04-20 |
| RU2155264C2 true RU2155264C2 (en) | 2000-08-27 |
Family
ID=20209226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98114822A RU2155264C2 (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2155264C2 (en) |
-
1998
- 1998-07-31 RU RU98114822A patent/RU2155264C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СИМОНОВ Е.Ф. и др. Результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи вибросейсмическим методом, Нефтяное хозяйство, 1996, N 15, с.48 - 52. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6227293B1 (en) | Process and apparatus for coupled electromagnetic and acoustic stimulation of crude oil reservoirs using pulsed power electrohydraulic and electromagnetic discharge | |
| US2871943A (en) | Petroleum well treatment by high power acoustic waves to fracture the producing formation | |
| US5282508A (en) | Process to increase petroleum recovery from petroleum reservoirs | |
| US3640344A (en) | Fracturing and scavenging formations with fluids containing liquefiable gases and acidizing agents | |
| US5449249A (en) | Methods and apparatus for decontamination of subsoil | |
| US6179084B1 (en) | Underground acoustic wave transmitter, receiver, transmitting/receiving method, and underground exploration using this | |
| RU2373386C1 (en) | Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation | |
| GB2129559A (en) | Down hole periodic seismic signal generator | |
| US6467542B1 (en) | Method for resonant vibration stimulation of fluid-bearing formations | |
| US3048226A (en) | Use of pulsating pressures for increasing the permeability of underground structures | |
| US5460223A (en) | Method and system for oil recovery | |
| US3189092A (en) | Petroleum well treatment by high power acoustic waves to fracture the producing formation | |
| US9010420B2 (en) | Sonic oil recovery apparatus for use in a well | |
| RU2379489C1 (en) | Oil recovery intensification method and non-operating oil wells recovery using reservoir electromagnetic resonant treatment | |
| RU2478780C1 (en) | Method to produce rare metals using technology of drillhole in situ leaching and device for its realisation | |
| CN112147672A (en) | Transverse wave source vibrator and vibration system for exciting transverse waves | |
| US4632212A (en) | Apparatus for generating seismic vibration energy in a borehole | |
| RU2155264C2 (en) | Method of vibroseismic stimulation of oil pool and device for its embodiment | |
| CN211370373U (en) | Unconventional oil gas pulse resonance synergistic device | |
| US5268537A (en) | Broadband resonant wave downhole seismic source | |
| US9488037B2 (en) | Sonic oil recovery apparatus for use in a well | |
| Cole | The orbital vibrator, a new tool for characterizing interwell reservoir space | |
| MXPA05003241A (en) | Device for seismic emission in an underground formation and method of implementing same. | |
| RU9980U1 (en) | DEVICE FOR VIBROSEISMIC INFLUENCE ON OIL DEPOSIT | |
| RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method |