RU2268996C2 - Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment - Google Patents
Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268996C2 RU2268996C2 RU2004101744/03A RU2004101744A RU2268996C2 RU 2268996 C2 RU2268996 C2 RU 2268996C2 RU 2004101744/03 A RU2004101744/03 A RU 2004101744/03A RU 2004101744 A RU2004101744 A RU 2004101744A RU 2268996 C2 RU2268996 C2 RU 2268996C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zones
- subvertical
- reservoir
- wells
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Foundations (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначается для добычи нефти из залежей преимущественно на поздних стадиях разработки.The invention relates to the oil industry and is intended for the extraction of oil from deposits mainly in the late stages of development.
Известны способы разработки с воздействием, в целях повышения добычи нефти, на пласты как из скважин, так и с поверхности залежи при помощи источников, возбуждающих в геологической среде волны упругих колебаний (Beresnev I.A. et al., "Elastic-wave stimulation of oil production: A review of methods and results", Geophysics. Vol.59, No.6, June 1994, Симкин Э.М. и др. Виброволновые и вибросейсмические методы воздействия на нефтяные пласты, Обзорная информация. Серия "Нефтепромысловое дело". - М.: ВНИИОЭНГ, 1989, с.15-20.) Недостатком известных способов является низкая эффективность воздействия, обусловленная сильным ослаблением энергии упругих волн при распространении в геологических средах и существованием энергетических порогов возникновения фильтрационных и других полезных эффектов действия упругих колебаний на нефтегазонасыщенные среды. Поэтому при осуществлении известных способов в полезных, с точки зрения возможности достижения прироста добычи и повышения нефтеотдачи, объемах пласта практически не происходит благоприятных изменений полей насыщенностей, а изменения дебитов нефти в целом по скважинам незначительны и непродолжительны по времени.Known methods of development with the impact, in order to increase oil production, on the reservoirs both from wells and from the surface of the reservoir using sources that excite waves of elastic waves in the geological environment (Beresnev IA et al., "Elastic-wave stimulation of oil production: A review of methods and results ", Geophysics. Vol.59, No.6, June 1994, Simkin E.M. et al. Vibro-wave and vibroseismic methods for influencing oil reservoirs, Overview. Oilfield business series. - M. : VNIIOENG, 1989, p.15-20.) A disadvantage of the known methods is the low impact efficiency due to lnym elastic wave energy attenuation during propagation in geological media and the existence of energy thresholds, filtration and other beneficial effects of the action of elastic vibrations in the oil and gas saturation of the environment. Therefore, when implementing the known methods in useful, from the point of view of the possibility of achieving production growth and enhanced oil recovery, reservoir volumes, there are practically no favorable changes in the saturation fields, and changes in oil production rates in wells as a whole are insignificant and short in time.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разработки месторождений углеводородов, предполагающий бурение скважин, отбор из них флюидов, определение центра зоны современного аномального напряженно-деформационного состояния пород ловушки углеводородов и воздействие на него упругими волнами (патент РФ №2191889, МПК Е 21 В 43/16, опубл. в Б.И. 2002.10.27). Известный способ позволяет оказывать влияние на изменение полей механических напряжений в зонах аномального напряженного состояния, но его эффективность по достижению притока добавочной нефти по фильтрационным полям пласта к скважинам мала, в особенности для истощенных и обводненных залежей.Closest to the proposed invention is a method of developing hydrocarbon deposits, involving drilling wells, selecting fluids from them, determining the center of the zone of the current abnormal stress-strain state of the hydrocarbon trap rocks and exposing them to elastic waves (RF patent No. 2191889, IPC E 21 V 43 / 16, published in B.I. 2002.10.27). The known method allows you to influence the change in the fields of mechanical stresses in the zones of abnormal stress state, but its effectiveness in achieving the influx of additional oil through the filtration fields of the reservoir to the wells is small, especially for depleted and watered deposits.
Задачей изобретения является повышение эффективности разработки с увеличением добычи нефти путем целенаправленного выбора объектов и времени воздействия возмущениями механических напряжений в геологической среде, оптимального использования запасов собственной пластовой энергии и созданных природой геологических условий, создания наиболее благоприятных предпосылок для притока нефти к скважинам, обеспечения максимальной глубины воздействия при снижении энергозатрат, расширение функциональных возможностей способа.The objective of the invention is to increase the development efficiency with an increase in oil production through the targeted selection of objects and the time of exposure to disturbances of mechanical stresses in the geological environment, the optimal use of reserves of reservoir energy and created by the nature of geological conditions, the creation of the most favorable conditions for the flow of oil to the wells, to ensure maximum exposure depth while reducing energy consumption, expanding the functionality of the method.
Для решения поставленной задачи в известном способе разработки углеводородной залежи с физическим воздействием на геологическую среду, включающем бурение скважин, отбор из них флюидов, выделение зон аномального напряженно-деформационного состояния, воздействие на них возмущениями механических напряжений, согласно изобретению в геологических средах, подстилающих продуктивный пласт, вплоть до глубин кристаллического фундамента и более, выявляют составляемые протяженными в плане инверсионными кольцеобразными структурами субвертикальные зоны кон- и/или постседиментационного трещинообразования, проникающие из глубин кристаллического фундамента в коллектор нефтегазового пласта, выделяют по углеводородной залежи скважины, зоны дренирования которых связаны с данными субвертикальными зонами, и/или пробуривают дополнительные скважины, проникающие в данные зоны, и осуществляют на данные субвертикальные зоны воздействие возмущениями механических напряжений, при этом воздействие осуществляют в диапазоне частот, соответствующих временным фрактальным процессам трещинообразования и динамической перестройки структуры данных субвертикальных зон с колебательными амплитудными параметрами, превышающими пороговые значения возникновения триггерных эффектов воздействия.To solve the problem in a known method of developing a hydrocarbon deposit with physical impact on the geological environment, including drilling wells, selecting fluids from them, identifying zones of anomalous stress-strain state, exposure to disturbances of mechanical stresses according to the invention in geological environments underlying the reservoir , down to the depths of the crystalline basement and more, reveal the subvertics composed of extended inversion ring-shaped structures The lateral zones of con- and / or post-sedimentation fracturing, penetrating from the depths of the crystalline basement into the reservoir of the oil and gas reservoir, are distinguished from the hydrocarbon reservoir of the well, the drainage zones of which are associated with these subvertical zones, and / or additional wells are drilled that penetrate into these zones and are drilled these subvertical zones are affected by perturbations of mechanical stresses, while the effect is carried out in the frequency range corresponding to temporary fractal processes of the crack formation and dynamic restructuring of the data structure of subvertical zones with vibrational amplitude parameters exceeding the threshold values for the occurrence of trigger effects.
Воздействие на выявленные вышеуказанные субвертикальные зоны возмущениями механических напряжений возможно осуществлять с возбуждением и распространением в геологической среде волн упругих колебаний.It is possible to effect the disturbances of mechanical stresses on the identified subvertical zones with excitation and propagation of waves of elastic vibrations in the geological medium.
При этом для достижения максимального отклика объекта, вне зависимости от его расположения и отдаления от источника, целесообразно воздействие возмущениями механических напряжений на выявленные субвертикальные зоны осуществлять с возбуждением и распространением в геологической среде импульсных волновых пакетов (цугов волн) упругих колебаний, с частотой следования, соответствующей временным процессам усталостного развития трещинообразования данных зон.Moreover, in order to achieve the maximum response of the object, regardless of its location and distance from the source, it is advisable to perform disturbances of mechanical stresses on the identified subvertical zones with the excitation and propagation of pulsed wave packets (wave trains) of elastic vibrations in the geological environment, with a repetition rate corresponding to temporary processes of fatigue development of cracking of these zones.
В определенных условиях, при значительном расстоянии до объекта воздействия или при затруднениях возбуждения и прохождения упругих волн к нему, целесообразно воздействие на выявленные субвертикальные зоны возмущениями механических напряжений осуществлять с возбуждением и распространением в геологической среде электромагнитных волн. При возбуждении электромагнитных импульсов, например МГД-генераторами, возможно развивать мощности в сотни мегаватт и при распространении данных импульсов в геологических средах они вызывают существенные возмущения механических напряжений на больших удалениях от источников.Under certain conditions, with a significant distance to the object of influence or with difficulties in excitation and the passage of elastic waves to it, it is advisable to influence the identified subvertical zones by disturbances of mechanical stresses with the excitation and propagation of electromagnetic waves in the geological environment. When electromagnetic pulses are excited, for example by MHD generators, it is possible to develop capacities of hundreds of megawatts and when these pulses propagate in geological media, they cause significant disturbances in mechanical stresses at large distances from sources.
На выявленные субвертикальные зоны целесообразно воздействовать возмущениями механических напряжений с оптимальными частотами, определенными по предварительным исследованиям спектров естественной и/или наведенной сейсмоакустической эмиссии данных зон.It is advisable to influence the identified subvertical zones with disturbances of mechanical stresses with optimal frequencies determined from preliminary studies of the natural and / or induced seismic acoustic emission spectra of these zones.
Воздействие возмущениями механических напряжений на выявленные субвертикальные зоны оптимально осуществлять со значениями колебательного смещения, превышающими 0,2-1,0 мкм, и в частотном диапазоне 30-400 Гц.It is optimal to carry out the action of disturbances of mechanical stresses on the identified subvertical zones with values of vibrational displacement exceeding 0.2-1.0 μm, and in the frequency range of 30-400 Hz.
В целях снижения энергозатрат и максимального развития эффектов по объему залежи целесообразно воздействие на выявленные субвертикальные зоны возмущениями механических напряжений проводить постоянно или периодически, в периоды времени, сопряженные с действием на геологическую среду глобальных геопланетарных факторов, например, с действием Лунных приливов и отливов.In order to reduce energy consumption and maximize the effects of the volume of the deposit, it is advisable to conduct impacts on the identified subvertical zones by disturbances of mechanical stresses continuously or periodically, at time periods associated with the action of global geoplanetary factors on the geological environment, for example, with the action of lunar tides.
В целях обеспечения максимального прироста добычи нефти целесообразно воздействие возмущениями механических напряжений на выявленные субвертикальные зоны осуществлять из забоев скважин, зоны дренирования которых связаны с данными зонами кон- и/или постседиментационного трещинообразования и/или из забоев пробуренных дополнительных скважин, проникающих в данные зоны.In order to ensure the maximum increase in oil production, it is advisable to apply disturbances of mechanical stresses to the identified subvertical zones from the bottom of the wells, the drainage zones of which are associated with these zones of con- and / or post-sedimentation fracturing and / or from the bottom of the drilled additional wells penetrating these zones.
В определенных условиях оптимально воздействие возмущениями механических напряжений на выявленные субвертикальные зоны осуществлять из забоев имеющихся и/или специально пробуренных наклонно-направленных или горизонтальных скважин, которые по своему азимуту и углу наклона накрывают или направлены на данные субвертикальные зоны.Under certain conditions, it is optimal to effect mechanical stress disturbances on the identified subvertical zones from the faces of existing and / or specially drilled directional or horizontal wells, which cover or are directed to these subvertical zones in their azimuth and angle of inclination.
Для достижения максимальной эффективности и расширения функциональных возможностей способа целесообразно дополнительно к воздействию на выявленные субвертикальные зоны возмущениями механических напряжений из скважин одновременно или попеременно осуществлять данное воздействие также с поверхности залежи.To achieve maximum efficiency and expand the functional capabilities of the method, it is advisable, in addition to acting on the identified subvertical zones by disturbances of mechanical stresses from the wells, simultaneously or alternately to carry out this action also from the surface of the reservoir.
В определенных условиях, для развития в полном объеме выявленных субвертикальных зон полезных фильтрационных эффектов, а также для усиления их гидродинамической связи с пластами целесообразно осуществлять воздействие возмущениями механических напряжений на данные зоны, а также на окружающую геологическую среду пластов с параметрами колебательного ускорения и колебательного смещения, превышающими соответственно значения 0,05 м/сек2 и 0,1 мкм.Under certain conditions, in order to fully develop the identified subvertical zones of useful filtration effects, as well as to enhance their hydrodynamic connection with the reservoirs, it is advisable to effect disturbances of mechanical stresses on these zones, as well as on the surrounding geological environment of the reservoirs with parameters of vibrational acceleration and vibrational displacement, exceeding, respectively, the values of 0.05 m / s 2 and 0.1 microns.
Воздействие возмущениями механических напряжений на выявленные субвертикальные зоны оптимально осуществлять скважинными забойными генераторами и/или поверхностными вибросейсмическими источниками.The influence of disturbances of mechanical stresses on the identified subvertical zones is optimally carried out by downhole downhole generators and / or surface vibroseismic sources.
Для поддержания высокого уровня активности среды целесообразно в продуктивном пласте циклически изменять пластовое давление.To maintain a high level of environmental activity, it is advisable to cyclically change the reservoir pressure in the reservoir.
В определенных условиях, например при низкой проницаемости пластов, целесообразно в выделенных по углеводородной залежи скважинах, зоны дренирования которых связаны с выявленными субвертикальными зонами и/или в дополнительно пробуренных скважинах, проникающих в данные зоны, проводить гидроразрыв пластов.Under certain conditions, for example, at low permeability of the reservoirs, it is advisable to carry out hydraulic fracturing in the wells identified by hydrocarbon deposits, drainage zones of which are associated with identified subvertical zones and / or in additionally drilled wells penetrating these zones.
Вышеуказанные субвертикальные зоны кон- и/или постседиментационного трещинообразования, составляемые локальными кольцеобразными репрессиями и/или депрессиями пород, проникающими из глубин кристаллического фундамента в коллектор нефтегазового пласта, оптимально выявлять методом сейсмолокации бокового обзора скважин (СЛБО).The aforementioned subvertical zones of con- and / or post-sedimentary fracturing, formed by local ring-shaped repressions and / or depressions of rocks penetrating from the depths of the crystalline basement into the reservoir of the oil and gas reservoir, are optimally detected by seismic lateral viewing of wells (SLBO).
Также возможно выявлять данные зоны методами обработки аэрокосмических снимков высокого разрешения, по аномалиям геофизических полей нефтяной залежи, например, гравитационных или магнитных, радонометрии площадей залежей или по изменениям радиоактивности добываемых флюидов.It is also possible to identify these zones using high-resolution aerospace imagery processing methods based on anomalies in the geophysical fields of the oil reservoir, for example, gravitational or magnetic, radonometry of the reservoir areas or changes in the radioactivity of the produced fluids.
Вышеуказанные отличительные от прототипа признаки предложенного способа определяют возникновение в процессе добычи нефти новых эффектов воздействия возмущениями механических напряжений, связанных с использованием собственной энергии и особенностей строения геологической среды, обеспечивающих благоприятные изменения полей напряжений, внутрипоровых давлений и насыщенностей в пластах, резкое увеличение притоков нефти к скважинам и увеличение нефтеотдачи.The above distinctive features of the proposed method from the prototype determine the emergence in the oil production process of new effects of disturbances of mechanical stresses associated with the use of self-energy and structural features of the geological environment, providing favorable changes in stress fields, pore pressures and saturations in the reservoirs, a sharp increase in oil inflows to wells and enhanced oil recovery.
Во многих месторождениях углеводородов выявляются локальные особенности геологического строения - субвертикальные инверсионные кольцевые структуры, образованные несогласным наложением отложений пород различного возраста, которые проникают вглубь под залежи на большие глубины. (Я.Р.Адиев, P.M.Гатаулин Кольцевые структуры - "газовые трубы" севера Западной Сибири." Геофизика, Специальный выпуск к 70-летию "Башнефтегеофизики" - 2003 г., с.23-33). Данные структуры сопряжены с повышенным трещинообразованием пород и могут служить каналами вертикальной миграции мантийных углеводородов из областей генерации в осадочный чехол и в существующие разведанные залежи. Однако в обычных условиях в большинстве случаев вертикальной миграции и проникновению мантийной нефти в пласты залежей препятствует то, что имеющиеся в верхней части кольцевых структур трещины находятся в сомкнутом состоянии и структуры перемежаются уплотненными зонами пород с разрывами насыщенности углеводородами, что предотвращает их заметное фильтрационное течение, несмотря на существующие потенциалы глубинного давления мантийных флюидов.In many hydrocarbon deposits, local features of the geological structure are revealed - subvertical inversion ring structures formed by the dissenting superposition of sediments of rocks of different ages that penetrate deep into the deposits to great depths. (Ya.R. Adiev, PM Gataulin Ring structures - “gas pipes” in the north of Western Siberia. “Geophysics, Special Issue on the occasion of the 70th anniversary of Bashneftegeofiziki - 2003, pp. 23-33.) These structures are associated with increased crack formation. rocks and can serve as channels for vertical migration of mantle hydrocarbons from the generation areas to the sedimentary cover and to existing explored deposits.However, under normal conditions, in most cases, vertical migration and penetration of mantle oil into the reservoirs is prevented by the fact that the tsevyh crack structures are in the closed position and the structure of compacted zones interspersed with gaps rocks saturated with hydrocarbons to prevent their marked during filtration, despite the pressure of the deep potentials mantle fluids.
Возмущения механических напряжений, например упругие колебания и импульсы, оказывают весьма существенное влияние на состояние пород при существующих горных напряжениях, влияя на пластичность, кинетику образования структурных дефектов, микро- и макротрещин и другие процессы. С точки зрения получения практических результатов, когда воздействие возмущающими напряжениями с реально достигаемой энергетикой не обуславливает прямого силового действия на горную среду, обязательно осуществление в геологических средах триггерных эффектов воздействия, которые возникают при воздействии колебаний или импульсов с малыми амплитудами, на много порядков меньше среднего уровня естественных напряжений в породах. При этом для достижения нового качества воздействия, а именно открытия каналов фильтрации мантийных углеводородов в пласты, необходимо инициировать высвобождение собственной энергии горной среды, сопровождающееся размыканием трещин и дополнительным трещинообразованием с перестройкой структурной матрицы и изменением полей насыщенностей уплотненных зон выявленных субвертикальных зон под действием горных напряжений и давления глубинных флюидов.Perturbations of mechanical stresses, for example, elastic vibrations and impulses, have a very significant effect on the state of rocks at existing rock stresses, affecting ductility, the kinetics of the formation of structural defects, micro- and macrocracks, and other processes. From the point of view of obtaining practical results, when the action of disturbing stresses with energy actually achieved does not cause a direct force action on the mountain environment, it is imperative that trigger effects in geological environments occur that arise when vibrations or pulses with small amplitudes are exposed are many orders of magnitude less than the average level natural stresses in the rocks. At the same time, in order to achieve a new quality of impact, namely, opening channels for filtering mantle hydrocarbons into formations, it is necessary to initiate the release of the self-energy of the mountain environment, accompanied by crack opening and additional crack formation with the restructuring of the structural matrix and a change in the saturation fields of the densified zones of the identified subvertical zones under the influence of mountain stresses and pressure of deep fluids.
Механизм триггерных эффектов неразрывно связан с блочно-фрактальными особенностями структуры геологической среды и с процессами развития микро- и макротрещин, сопровождающимися определенными блоковыми подвижками и перестройкой матрицы структуры геологической среды на разных иерархических уровнях. Большую роль при этом играет флюидонасыщенность среды, а именно газонасыщенность углеводородных флюидов, которая не только интенсифицирует процессы перестройки, но и является компонентом самоорганизации структурной системы, которая происходит в результате триггерного воздействия упругими колебаниями или импульсами.The mechanism of trigger effects is inextricably linked with block-fractal features of the structure of the geological environment and with the development of micro- and macrocracks, accompanied by certain block movements and the restructuring of the matrix of the structure of the geological environment at different hierarchical levels. An important role is played by the fluid saturation of the medium, namely, the gas saturation of hydrocarbon fluids, which not only intensifies the processes of adjustment, but is also a component of the self-organization of the structural system, which occurs as a result of the trigger action by elastic vibrations or pulses.
Весьма существенно то, что возникновение триггерных эффектов воздействия возмущающими напряжениями имеет пороговый характер. Согласно опытным оценкам при воздействии с надлежащими частотами пороговые амплитуды смещения составляют 0,2-1,0 мкм (Л.М.Богомолов, Б.Ц.Манжиков, В.Н.Сычев и др. Виброупругость, акустопластика и акустическая эмиссия нагруженных горных пород. Геология и геофизика, 2001, т.42, №10, с.1678-1689).It is very significant that the occurrence of trigger effects by disturbing voltages is of a threshold nature. According to experimental estimates, when exposed to appropriate frequencies, the threshold displacement amplitudes are 0.2-1.0 μm (L.M. Bogomolov, B.Ts. Manzhikov, V.N. Sychev and others. Vibroelasticity, acoustoplastics and acoustic emission of loaded rocks Geology and Geophysics, 2001, v. 42, No. 10, p. 1668-1689).
Максимальное развитие процесса блоковых сдвижек происходит по одному или по нескольким близко расположенным уровням структуры и приводит к генерации достаточно мощного микросейсмического отклика насыщенной углеводородным флюидом горной среды в узком низкочастотном диапазоне.The maximum development of the block shifting process occurs along one or several closely spaced structural levels and leads to the generation of a sufficiently powerful microseismic response in a mountainous medium saturated with hydrocarbon fluid in a narrow low-frequency range.
Данные частоты соответствуют собственным временным фрактальным процессам усталостного развития трещин и характерным временам смачивания вновь образующихся поверхностей. При внешнем воздействии возмущающими напряжениями в данном частотном диапазоне и с амплитудами смещения выше пороговых резко инициируются и интенсифицируются процессы динамической перестройки матрицы геологической среды субвертикальных зон, которые сопутствуют процессам трещинообразования, и, кроме того, происходит заметная подпитка энергией распространяющейся вглубь среды волны и резкое изменение качества и глубины воздействия.These frequencies correspond to intrinsic temporal fractal processes of fatigue crack development and the characteristic wetting times of newly formed surfaces. When exposed to disturbing voltages in a given frequency range and with displacement amplitudes above threshold, the processes of dynamic rearrangement of the matrix of the geological environment of the subvertical zones that accompany the processes of crack formation are sharply initiated and intensified, and, in addition, there is a noticeable energization of the wave propagating deep into the medium and a sharp change in quality and depth of exposure.
При этом процесс эффективного трещинообразования неразрывно связан с относительно кратковременным, но мощным процессом разгазирования флюида высокого давления по вновь образующейся системе пустот-микротрещин, который протекает по принципу резонансной синхронизации и в целом определяет высокую энергетику и лавинообразность процесса отклика, вызывает подпитку энергией распространяющегося импульса за счет потенциальной энергии разгрузки горной среды.In this case, the process of effective crack formation is inextricably linked with a relatively short-term, but powerful process of degassing high-pressure fluid through a newly formed system of voids-microcracks, which proceeds according to the principle of resonant synchronization and, on the whole, determines the high energy and avalanche of the response process, which energizes the propagating pulse due to potential energy unloading the mountain environment.
Кроме того, благодаря воздействию возмущающими напряжениями с амплитудными параметрами, превышающими пороговые параметры триггерных фильтрационных эффектов, в разрывах насыщенности уплотненных областей субвертикальных зон резко инициируются и интенсифицируются процессы капиллярного пропитывания, мобилизуются изолированные кластеры флюидов, снижается влияние их вязкости, реализуются перепады давлений между низко- и высокопроницаемыми блоками, включаются и ускоряются фильтрационные процессы - происходит восстановление связности насыщенности субвертикальных зон и добавочное насыщение их поступающими из глубины углеводородными флюидами.In addition, due to the action of disturbing voltages with amplitude parameters exceeding the threshold parameters of trigger filtering effects, capillary impregnation processes are sharply initiated and intensified in discontinuities in the densified areas of the subvertical zones, isolated fluid clusters are mobilized, the effect of their viscosity is reduced, and pressure drops between low and highly permeable blocks, filtration processes are switched on and accelerated - coherence is restored saturation of subvertical zones and their additional saturation with hydrocarbon fluids coming from the depths.
В результате воздействия происходит интенсивная перестройка структуры горных пород, трещинообразование с разгрузкой окружающей горной среды. Глубинная нефть интенсивно проникает по расширяющимся вновь образующимся каналам в пласты и отбирается из окружающих скважин.As a result of the impact, there is an intensive restructuring of the rock structure, crack formation with unloading of the surrounding mountain environment. Deep oil intensively penetrates the expanding newly formed channels into the reservoirs and is taken from the surrounding wells.
На фиг.1 приведен глубинный сейсмический разрез с выявленной субвертикальной зоной повышенного трещинообразования для нефтяного месторождения Западной Сибири.Figure 1 shows the deep seismic section with the identified subvertical zone of increased crack formation for an oil field in Western Siberia.
На фиг.2 показан оптимальный энергетически выгодный частотный диапазон, выявляемый по пороговым параметрам колебательного ускорения и смещения, где:Figure 2 shows the optimal energetically favorable frequency range detected by the threshold parameters of the vibrational acceleration and displacement, where:
1 - интенсивность по пороговому значению колебательного ускорения;1 - intensity by the threshold value of the vibrational acceleration;
1* - интенсивность по пороговому значению колебательного смещения.1 * is the intensity at the threshold value of the vibrational displacement.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
По нефтяной залежи проводят томографию продуктивных пластов и подстилающей горной среды по площади и по разрезу методом сейсмолокации бокового обзора (СЛБО) для подробного изучения геологических особенностей залегания, распределения зон естественной трещиноватости, а также зон повышенной сейсмической активности (сейсмоакустической эмиссии). По полученным картинам выявляют субвертикальные зоны кон- и/или постседиментационного трещинообразования, составляемые локальными кольцеобразными репрессиями и/или депрессиями отложений пород, проникающими из глубин кристаллического фундамента в коллектор нефтегазового пласта. По данным мониторинга сейсмических событий в районе залежи и их активности определяют их взаимосвязь с изменением пластового давления, объемами закачки воды и отбора нефти, а также с действием геопланетарных факторов. Определяют расположение объектов воздействия - данных зон по площади залежи - и выделяют скважины, зоны дренирования которых связаны с данными объектами. При необходимости пробуривают дополнительные скважины, проникающие в данные зоны. В выделенных скважинах проводят промыслово-геофизические исследования, изучение коллекторских свойств пород пластов по керновому материалу и свойств пластовых жидкостей.A tomography of the productive strata and underlying mountainous environment is performed by oil and gas fields over the area and section using the side-scan seismic location method (LSB) to study in detail the geological features of the occurrence, the distribution of zones of natural fracturing, as well as areas of increased seismic activity (seismic acoustic emission). Based on the obtained patterns, the subvertical zones of con- and / or post-sedimentary crack formation are identified, which are composed of local annular repressions and / or depressions of rock deposits that penetrate from the depths of the crystalline basement into the reservoir of the oil and gas reservoir. According to the monitoring of seismic events in the reservoir area and their activity, their relationship with the change in reservoir pressure, the volume of water injection and oil withdrawal, as well as with the action of geoplanetary factors, is determined. The location of the objects of influence — these zones by the area of the reservoir — is determined and the wells are identified, the drainage zones of which are associated with these objects. If necessary, drill additional wells penetrating these zones. In the selected wells, field geophysical studies are carried out, the reservoir properties of the reservoir rocks are studied according to the core material and the properties of the reservoir fluids.
Проводят исследование спектров естественной или наведенной внешним воздействием сейсмоакустической эмиссии геологической среды выявленных субвертикальных зон и определяют оптимальные частоты воздействия возмущающими напряжениями на данные зоны.A study of the spectra of natural or induced by the external influence of seismic acoustic emission of the geological environment of the identified subvertical zones and determine the optimal frequency of the impact of disturbing stresses on these zones.
Проводят лабораторные исследования на кернах по влиянию поля упругих колебаний и определяют пороговые параметры колебательного смещения и ускорения для осуществления воздействия возмущающими напряжениями на выявленные объекты. Отбирают скважины для осуществления воздействия с их забоев и участки и месторасположение вибросейсмических источников для воздействия с поверхности. По математическим моделям и программам, имеющимся у авторов изобретения, проводят комплекс компьютерных расчетов карт пространственно-энергетического распределения возмущающих напряжений в пластах и объектах воздействия при возбуждении упругих волн или импульсов из выбранных скважин и с поверхности залежи с учетом собственной сейсмической активности горной среды пластов. По полученным картам оценивают энергетические параметры возбуждения, требуемые для достижения пороговых значений колебательных амплитудных параметров.Carry out laboratory studies on cores according to the influence of the field of elastic vibrations and determine the threshold parameters of the vibrational displacement and acceleration to effect disturbing stresses on the detected objects. Wells are selected for exposure from their faces and sections and the location of the vibroseismic sources for exposure from the surface. According to the mathematical models and programs available to the inventors, a complex of computer calculations of the maps of the spatial and energy distribution of disturbing stresses in the reservoirs and objects of influence upon excitation of elastic waves or pulses from selected wells and from the surface of the reservoir is carried out taking into account the intrinsic seismic activity of the mountainous formation environment. Based on the obtained maps, the energy parameters of the excitation required to reach the threshold values of the vibrational amplitude parameters are estimated.
Обустраивают участок нефтяной залежи для осуществления способа. В скважинах монтируют подземное оборудование - забойные генераторы или импульсные устройства. В действующих нагнетательных скважинах на спускаемых насосно-компрессорных трубах устанавливают гидродинамические или электродинамические генераторы упругих колебаний. При недостаточной приемистости скважин производят гидроразрыв пласта или обработку призабойной зоны. В добывающих скважинах устанавливают импульсные устройства, совмещенные с глубинными насосами, например штанговыми, или устройства, питаемые по электрическому кабелю с устья скважины, газодинамические генераторы, использующие энергию сгорания пороховых зарядов. На выбранных участках на поверхности размещают передвижные вибросейсмические платформы, вибромолоты, передающие энергию по направлению к объекту через заглубленные под рыхлые поверхностные грунты анкерные скважины, МГД-генераторы электромагнитных импульсов или другие источники развития возмущающих напряжений в горной среде.Equip a plot of oil deposits to implement the method. Underground equipment is installed in the wells - downhole generators or pulse devices. In existing injection wells, hydrodynamic or electrodynamic generators of elastic vibrations are installed on descent tubing pipes. With insufficient injectivity of the wells, hydraulic fracturing or treatment of the bottom-hole zone is performed. In production wells, pulse devices are installed that are combined with deep pumps, for example, rod pumps, or devices that are fed via an electric cable from the wellhead, gas-dynamic generators using the energy of combustion of powder charges. In selected areas on the surface, mobile vibroseismic platforms, vibratory hammers transmitting energy towards the object through anchor wells buried beneath loose surface soils, MHD generators of electromagnetic pulses or other sources of development of disturbing stresses in the mountain environment are placed on the surface.
Под воздействием возмущающих напряжений происходит появление каналов гидродинамической связи выявленных субвертикальных зон кон- и/или постседиментационного трещинообразования с пластами. По окружающим скважинам и в целом по залежи инициируется повышенный приток нефти.Under the influence of disturbing stresses, the appearance of channels of hydrodynamic communication of the revealed subvertical zones of con- and / or post-sedimentation fracture formation with layers. An increase in oil flow is initiated in the surrounding wells and in the reservoir as a whole.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
На нефтяном месторождении Западной Сибири провели томографию методом СЛБО. По полученным картинам глубинных сейсмических разрезов выявлена конусообразная зона повышенного трещинообразования, представленная на фиг.1. Данная зона уходит вглубь за глубины 5000 м. По площади выявлена основная добывающая скважина, зона дренирования которой связана с выявленной зоной. Данная скважина вскрывает баженовские пласты на глубине 2780 м. Проницаемость по пластам изменяется от 10-3 до 103 мкм2, пористость от 4 до 7%. Параметры нефти: плотность 0,81 г/см3, вязкость 0,5 мПа*с, давление насыщения 12-13 МПа. Выявлены также две близко расположенные добывающие скважины и две нагнетательные скважины. Средний дебит добывающих скважин 4 т/сут при обводненности 40%. Средняя приемистость окружающих нагнетательных скважин 100 м3/сут. Расстояние между скважинами около 300 м.At an oil field in Western Siberia, tomography was performed using the SLBO method. According to the obtained pictures of deep seismic sections, a cone-shaped zone of increased crack formation is shown, which is shown in Fig. 1. This zone goes deep into the depths of 5000 m. The main producing well was identified by area, the drainage zone of which is connected with the identified zone. This well reveals Bazhenov formations at a depth of 2780 m. The permeability of the formations varies from 10 -3 to 10 3 μm 2 , porosity from 4 to 7%. Oil parameters: density 0.81 g / cm 3 , viscosity 0.5 MPa * s, saturation pressure 12-13 MPa. Two closely located producing wells and two injection wells were also identified. The average production rate of producing wells is 4 tons / day with a water cut of 40%. The average injectivity of the surrounding injection wells is 100 m 3 / day. The distance between the wells is about 300 m.
По отобранным керновым материалам и пробам пластовых жидкостей провели лабораторные исследования влияния упругих колебаний на фильтрационно-деформационные процессы и определили пороговый параметр колебательного смещения возникновения триггерных эффектов трещинообразования и структурной перестройки ξ=0,5 мкм. Также определили пороговые амплитудные колебательные параметры возникновения фильтрационных эффектов и декольматационных явлений 
Проведенные исследования естественной и наведенной сейсмоакустической эмиссии позволили определить оптимальный частотный диапазон воздействия для определенных геолого-физических условий в 40-130 Гц. Данный частотный диапазон покрывается наиболее энергетически выгодным частотным диапазоном 30-150 Гц возникновения фильтрационных эффектов, выявляемым по полученным пороговым параметрам колебательного ускорения и смещения (фиг.2).The studies of natural and induced seismic acoustic emission made it possible to determine the optimal frequency range of the impact for certain geological and physical conditions at 40-130 Hz. This frequency range is covered by the most energetically favorable frequency range of 30-150 Hz of the occurrence of filtering effects, identified by the obtained threshold parameters of vibrational acceleration and displacement (figure 2).
По компьютерным программам провели комплекс расчетов для вышеописанных оцененных условий возбуждения возмущающих напряжений совместно из выявленных добывающих и нагнетательных скважин, а также с поверхности залежи. Установлено, что пороговые значения колебательных параметров воздействия достигаются в геологических средах выявленной субвертикальной структуры при совместном использовании в нагнетательных скважинах гидродинамических генераторов типа ГДВ комплекса "СТРЭНТЭР", в добывающих скважинах - импульсных устройств, совмещенных с глубинными штанговыми насосами типа ГИС, импульсных электродинамических устройств типа УИС, питаемых по электрическому кабелю с устья скважин, на поверхности залежи - вибросейсмических платформ, развивающих импульсные нагрузки не менее 40 т.Using computer programs, we carried out a set of calculations for the above-described estimated conditions for the excitation of disturbing stresses together from the identified production and injection wells, as well as from the surface of the reservoir. It is established that the threshold values of the vibrational parameters of the impact are achieved in the geological media of the revealed vertical structure when combined in the injection wells of hydrodynamic generators of the type GDV of the STRENTER complex, in production wells of pulse devices combined with deep well pumps of the GIS type, of pulsed electrodynamic devices of the UIS type fed by electric cable from the wellhead, on the surface of the reservoir - vibroseismic platforms, developing impu snye load of not less than 40 m.
В выявленные нагнетательные скважины на насосно-компрессорных трубах помещают вихревые гидродинамические генераторы типа ГДВ комплекса "СТРЭНТЭР" конструкции OOO "НПП Ойл-Инжиниринг" и обвязывают с системой нагнетания воды БКНС. В выявленной основной добывающей скважине монтируют штанговый насос с забойным импульсным генератором типа ГИС, конструкции OOO "НПП Ойл-Инжиниринг", который при работе использует энергетические ресурсы привода штангового насоса.Vortex hydrodynamic generators of the type GDV of the STRENTER complex designed by OOO NPP Oil-Engineering LLC are placed in the revealed injection wells on the tubing and connected to the water pumping system BKNS. A sucker rod pump with a downhole pulse generator of the GIS type, designed by OOO NPP Oil-Engineering, which uses energy resources of the sucker rod drive during operation, is mounted in the identified main production well.
Далее включают подачу воды в насосно-компрессорные трубы нагнетательных скважин, осуществляют генерирование колебаний давления на забое скважин и возбуждение упругих волн для воздействия на выявленный объект. Одновременно работает штанговый насос и забойный импульсный генератор ГИС в основной добывающей скважине. Воздействие из нагнетательных скважин и из основной добывающей скважины осуществляют в течение 120 суток.Next, the water supply to the tubing of the injection wells is turned on, pressure fluctuations at the bottom of the wells are generated and elastic waves are excited to affect the identified object. At the same time, a sucker rod pump and a downhole pulse well generator in the main production well are operating. Impact from injection wells and from the main producing well is carried out for 120 days.
Затем в окружающие добывающие скважины на геофизическом кабеле спускают до забоя импульсные электродинамические устройства УИС, в выбранных точках поверхности устанавливают две вибросейсмические платформы ОАО "ЭлСиб", развивающие нагрузки 60 т и работающие в диапазоне частот от 8 до 18 Гц, и осуществляют совместное воздействие из нагнетательных, добывающих скважин и с поверхности залежи в течение 15 суток.Then, pulsed electrodynamic UIS devices are lowered to the bottom of the surrounding production wells on a geophysical cable, two vibro-seismic platforms of ElSib OJSC are installed at selected points on the surface, developing loads of 60 tons and operating in the frequency range from 8 to 18 Hz, and carry out joint action from injection producing wells and from the surface of the reservoir for 15 days.
В результате воздействия дебит основной добывающей скважины возрастает с 4 до 50 т/сут при обводненности продукции 12%, дебиты окружающих добывающих скважин возрастают на 15-20 т/сут при обводненности продукции 15%.As a result of the impact, the flow rate of the main producing well increases from 4 to 50 tons / day with a water cut of 12%, the flow rates of the surrounding production wells increase by 15-20 tons / day with a water cut of 15%.
Использование изобретения позволяет осуществить принципиально новый подход к воздействию на геологические среды с целью повышения добычи нефти из истощенных и заводненных залежей, основывающийся на выявлении не изученных ранее особенностей строения залежей и использовании новых потенциальных запасов углеводородов.Using the invention allows a fundamentally new approach to the impact on geological environments in order to increase oil production from depleted and flooded deposits, based on the identification of previously not studied structural features of the deposits and the use of new potential hydrocarbon reserves.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101744/03A RU2268996C2 (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101744/03A RU2268996C2 (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004101744A RU2004101744A (en) | 2005-06-20 |
| RU2268996C2 true RU2268996C2 (en) | 2006-01-27 |
Family
ID=35835629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004101744/03A RU2268996C2 (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2268996C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538563C1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-01-10 | Анатолий Фёдорович Косолапов | Optimal pressure drawdown determination method |
| RU2553122C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of oil production intensification |
-
2004
- 2004-01-09 RU RU2004101744/03A patent/RU2268996C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538563C1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-01-10 | Анатолий Фёдорович Косолапов | Optimal pressure drawdown determination method |
| RU2553122C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of oil production intensification |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004101744A (en) | 2005-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2291955C1 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
| Nikolaevskiy et al. | Residual oil reservoir recovery with seismic vibrations | |
| CA2315783C (en) | A method to increase the oil production from an oil reservoir | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| AU2015202948B2 (en) | Oil and Gas Well and Field Integrity Protection System | |
| RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
| RU2357073C2 (en) | Method of development of mineral deposits extracted through wells | |
| RU2349741C2 (en) | Method of hydrocarbon deposit development with physical effect onto geological medium | |
| RU2268996C2 (en) | Method for hydrocarbon deposit development along with force application to geologic environment | |
| RU2380529C2 (en) | Method of production wells recovery rate increase at late stages of oil field production | |
| RU2377398C1 (en) | Method of hydrocarbone field development | |
| Rimmelin et al. | Hydraulic fracturing in cave mining: Opportunities for improvement | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2740630C1 (en) | Method for reduction of excessive elastic energy in deep seismic dangerous segments of fractures | |
| RU2291956C2 (en) | Method for seismically influencing productive formation | |
| RU2191889C1 (en) | Method of developing hydrocarbon deposits | |
| RU2291954C2 (en) | Method for extracting hydrocarbon deposits including complex physical bed stimulation | |
| RU2499885C2 (en) | Water flooding method of oil deposits | |
| RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method | |
| RU2283945C1 (en) | Method for hydrocarbon deposit development at later stage | |
| RU2526082C1 (en) | Processing of fractured reservoir | |
| Dryagin | Use of induced acoustic emission of reservoirs for the detection and recovery of hydrocarbons | |
| RU2193649C2 (en) | Method of oil pool development | |
| RU2255212C1 (en) | Method for extraction of water-clogged oil deposit | |
| RU2143554C1 (en) | Acoustic method of stimulation of well and bed of mineral deposit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090204 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110110 |