RU2357073C2 - Method of development of mineral deposits extracted through wells - Google Patents
Method of development of mineral deposits extracted through wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357073C2 RU2357073C2 RU2007121160/03A RU2007121160A RU2357073C2 RU 2357073 C2 RU2357073 C2 RU 2357073C2 RU 2007121160/03 A RU2007121160/03 A RU 2007121160/03A RU 2007121160 A RU2007121160 A RU 2007121160A RU 2357073 C2 RU2357073 C2 RU 2357073C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- fracturing
- well
- wave action
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам разработки месторождений полезных ископаемых, добываемых через скважины, а именно: залежей углеводородов - нефти, битумов, газа и газоконденсата, газгидратов, металлов, например урана, меди, золота, а также солей, и предназначается для использования на всех стадиях разработки, включая конечную стадию. Обеспечивает успешность применения в осложненных условиях разработки.The invention relates to methods for developing mineral deposits extracted through wells, namely: hydrocarbon deposits - oil, bitumen, gas and gas condensate, gas hydrates, metals, such as uranium, copper, gold, and salts, and is intended for use at all stages of development including the final stage. It ensures successful application in complicated development conditions.
Известны способы разработки нефтяной залежи (патент РФ №2230890, кл. Е21В 43/16, патент РФ №2206725 кл. Е21В 43/20) с определением направления доминирующей трещиноватости коллектора по возбуждению сейсмической волны от источников возбуждения и с определением соотношений интенсивности различных типов волн и коэффициентов анизотропии пород, определением границ участков залежей с определенной трещиноватостью и размещением добывающих горизонтальных скважин внутри данных границ, а рядов нагнетательных вне них. Данные способы предполагают проведение на ранних стадиях разработки большого объема сейсмических исследований и буровых работ. Способы позволяют производить выбор местоположения бурения скважин на начальных стадиях, но не дают надежной информации для осуществления разработки на поздних и конечных стадиях в условиях сильной истощенности и обводненности залежей. В ходе разработки, когда состояние геологической пластовой и окружающих сред постоянно меняется, эффективность первоначально выполненных мероприятий существенно падает и для эффективной эксплуатации требуется проведение дополнительных затратных исследовательских и буровых работ. Кроме того, использование изобретения ограничено определенными структурными особенностями построения залежи. Отсутствуют мероприятия по воздействию на геологическую среду и насыщающие флюиды для повышения эффективности разработки.Known methods for the development of oil deposits (RF patent No. 2230890, class ЕВВ 43/16, RF patent №2206725 class. ЕВВ 43/20) with the determination of the direction of the dominant fracture of the reservoir by excitation of seismic waves from excitation sources and with the determination of the intensity ratios of various types of waves and rock anisotropy coefficients, determining the boundaries of the areas of deposits with a certain fracture and the placement of producing horizontal wells inside these boundaries, and the injection rows outside them. These methods involve carrying out a large amount of seismic research and drilling in the early stages of development. The methods allow the selection of the location of drilling at the initial stages, but do not provide reliable information for the development of late and final stages in conditions of severe depletion and water cut of deposits. During development, when the state of the geological formation and the surrounding environment is constantly changing, the effectiveness of the initially implemented measures drops significantly and for efficient operation additional costly research and drilling operations are required. In addition, the use of the invention is limited by certain structural features of the construction of deposits. There are no measures to influence the geological environment and saturating fluids to increase development efficiency.
Известен способ разработки нефтяного месторождения (патент РФ №2291955, кл. Е21В 43/16), включающий предварительные геофизические исследования структуры пластов с установлением распределения трещиноватости по продуктивным пластам, определение в ходе разработки, по совокупности изменения пластовой сейсмоакустической эмиссии и показателей разработки, слабодренируемых, застойных и промытых зон и проведение воздействия на них с изменением направления фильтрационных потоков и инициированием дополнительного трещинообразования.There is a known method of developing an oil field (RF patent No. 2291955, class ЕВВ 43/16), including preliminary geophysical studies of the structure of the formations with the determination of the distribution of fracture in the productive formations, determination during development, based on the totality of changes in the formation of seismic acoustic emission and development indicators, slightly drained, stagnant and washed zones and exposure to them with a change in the direction of filtration flows and the initiation of additional cracking.
Данный способ позволяет повысить текущую и конечную нефтеотдачу и увеличить добычу нефти, но степень увеличения текущей добычи недостаточна, в особенности в осложненных условиях разработки при слабой гидродинамической связи скважин с пластами, при разработке трудноизвлекаемых, высоковязких нефтей, битумов, газгидратов.This method allows to increase current and final oil recovery and increase oil production, but the degree of increase in current production is insufficient, especially in difficult development conditions with poor hydrodynamic connection of wells with reservoirs, in the development of hard-to-recover, highly viscous oils, bitumen, gas hydrates.
Известны способы добычи солей из соляных скважин, включающие бурение двух или более скважин, их обсадку, оборудование рабочими трубами, подачу в залежь жидких растворителя и нерастворителя, откачку жидких рассолов, образование подготовительных выработок, размыв камеры (а.с. СССР №1488466, кл. Е21В 43/28 и патент РФ №2236577, кл. Е21В 43/28). Недостатками этих способов является отсутствие возможностей управления процессом подземного растворения соляных залежей, быстрое падение эффективности добычи из пробуренных скважин, т.к. камеры растворения постоянно увеличиваются в объеме.Known methods for the extraction of salts from salt wells, including drilling two or more wells, casing them, equipping them with working pipes, supplying a liquid solvent and a non-solvent to the reservoir, pumping out liquid brines, forming preparatory workings, washing the chamber (as USSR No. 1488466, class . Е21В 43/28 and RF patent No. 2236577, CL ЕВВ 43/28). The disadvantages of these methods are the lack of ability to control the process of underground dissolution of salt deposits, the rapid decline in production efficiency from drilled wells, because dissolution chambers are constantly increasing in volume.
Известны способы подземного выщелачивания полезных ископаемых, например урана, из продуктивных горизонтов. По патенту США №3309140, кл.299-4 закачные скважины располагают лучами вокруг откачной скважины, а по а.с. СССР №1530763, кл. Е21В 43/28 производят бурение из вертикальной выработки на двух уровнях вееров радиально-направленных скважин, подачу выщелачивающего раствора в скважины одного веера и откачку продуктов из скважин другого веера. Недостатком способов является недостаточный охват продуктивного горизонта выщелачивающим агентом. Для уменьшения возможности опережающего продвижения выщелачивающего раствора за счет разницы плотностей выщелачивающего раствора и пластовой жидкости в патенте РФ №2162148, кл. Е21В 43/28 предлагается при плотности выщелачивающего раствора, превышающего плотность пластовых вод, забойные участки нагнетательных скважин размещать у подошвы продуктивного горизонта, а забойные участки откачных скважин - у кровли продуктивного пласта. При плотности пластовых вод, превышающей плотность выщелачивающего раствора, забойные участки нагнетательных скважин размещают у кровли продуктивного горизонта, а забойные участки откачных скважин размещают у подошвы продуктивного пласта. Однако и в этом случае коэффициент извлечения полезного ископаемого недостаточно высок и по времени существенно снижается.Known methods of underground leaching of minerals, such as uranium, from productive horizons. According to US patent No. 3309140, class 29-4 injection wells have beams around the pumping well, and according to A.S. USSR No. 1530763, class Е21В 43/28 drills from vertical production at two levels of fans of radially directed wells, leaches a solution into the wells of one fan and pumps products from the wells of another fan. The disadvantage of this method is the insufficient coverage of the productive horizon with a leaching agent. To reduce the possibility of advancing the advancement of the leach solution due to the density difference of the leach solution and the formation fluid in the patent of the Russian Federation No. 2162148, cl.
Источники информации, имеющие то же назначение, что и заявляемое изобретение, которые могли бы быть приняты в качестве ближайшего аналога, нами не выявлены.Sources of information having the same purpose as the claimed invention, which could be taken as the closest analogue, we have not identified.
Следует особо отметить, что при осуществлении подземной добычи солей и металлов какие-либо мероприятия, связанные с воздействием на флюидонасыщенную геологическую среду, с изменением в ней полей трещиноватости и флюидонасыщенности на практике невозможны без тщательных предварительных исследований и текущего постоянного контроля данных изменений, так как существует опасность сильного экологического поражения окружающей среды при попадании высокотоксичного металла, продуктов выщелачивания или солей в водоносные горизонты.It should be especially noted that during underground mining of salts and metals, any measures related to the impact on the fluid-saturated geological environment, with changes in the fracture and fluid saturation fields in it are impossible in practice without careful preliminary research and ongoing ongoing monitoring of these changes, since there are danger of severe ecological damage to the environment when highly toxic metal, leachate or salts enter the aquifers.
Задачей изобретения является повышение эффективности разработки месторождений полезных ископаемых, добываемых через скважины, с увеличением текущей добычи продукции путем непрерывного получения из околоскважинной среды информации, связанной прямо или косвенно с естественной или организуемой в результате осуществляемого целевого воздействия трещиноватостью, и использования данной информации для организации эффективного флюидообмена между скважинами и пластами, в режимах отбора продукции и закачки жидких агентов.The objective of the invention is to increase the efficiency of the development of mineral deposits extracted through wells, with an increase in the current production of products by continuously obtaining information from the near-wellbore environment related directly or indirectly to natural or organized fracturing as a result of the target effect, and using this information to organize effective fluid exchange between wells and reservoirs, in modes of production selection and injection of liquid agents.
Поставленная задача решается тем, что предлагается способ разработки месторождений полезных ископаемых, добываемых через скважины, включающий регистрацию сейсмоакустической эмиссии с определением распределения трещиноватости в горной среде, волновое воздействие на подземные залежи и инициирование дополнительной трещиноватости, характеризующийся тем, что волновое воздействие осуществляют, по крайней мере, из одной скважины, при этом определяют пространственное расположение вершин образующихся трещин по продуктивной среде залежи и по полученным данным устанавливают параметры эксплуатации воздействующей скважины и корректируют параметры эксплуатации окружающих скважин и/или меняют их назначение и/или бурят новые скважины.The problem is solved in that a method is proposed for developing mineral deposits extracted through wells, including recording seismic acoustic emission with determining the distribution of fracturing in the mountain environment, the wave action on the underground deposits and the initiation of additional fracturing, characterized in that the wave action is carried out at least , from one well, in this case, the spatial location of the vertices of the resulting cracks is determined by the productive environment of the reservoir from the data set operating parameters affecting the well and adjust the operating parameters of the surrounding wells, and / or change their purpose and / or drilled new wells.
В качестве параметров эксплуатации воздействующей скважины целесообразно устанавливать и корректировать расходно-напорные параметры закачки и откачки флюидов через скважины. Применительно к углеводородным пластам в качестве параметров эксплуатации для добывающих скважин целесообразно устанавливать и корректировать дебит или забойное давление, в качестве параметров эксплуатации нагнетательных скважин целесообразно устанавливать и корректировать приемистость или давление закачки закачиваемого агента.It is advisable to establish and adjust the flow-pressure parameters of pumping and pumping fluids through the wells as operating parameters for the operating well. In relation to hydrocarbon reservoirs, it is advisable to set and adjust the flow rate or bottomhole pressure as production parameters for production wells, and it is advisable to set and adjust the injectivity or injection pressure of the injected agent as the parameters of the operation of injection wells.
При реализации способа при волновом воздействии и инициировании трещинообразования пространственное расположение вершин образующихся трещин оптимально определять по регистрации и анализу естественной и/или наведенной сейсмоакустической эмиссии, по функции взаимной корреляции волновых процессов продольных, поперечных волн и временам их запаздывания, скоростям распространения продольных и поперечных волн в горных породах и по колонне НКТ воздействующей скважины, и по глубине ее забоя. При этом доминирующее азимутальное направление развития трещиноватости можно выделять из шести вариантов диагностирования его возможного направления от скважины. Целесообразно дополнительно диагностировать степень пространственного развития дезъюктивных процессов вокруг скважины по определению коэффициента поглощения энергии упругих волн в горной среде.When implementing the method during wave action and initiation of crack formation, the spatial location of the vertices of the resulting cracks is optimally determined by recording and analyzing natural and / or induced seismoacoustic emission, by the function of cross-correlation of wave processes of longitudinal, transverse waves and their delay times, propagation velocities of longitudinal and transverse waves in rocks and the tubing string of the impacting well, and the depth of its bottom. Moreover, the dominant azimuthal direction of fracture development can be distinguished from six options for diagnosing its possible direction from the well. It is advisable to additionally diagnose the degree of spatial development of the disjunctive processes around the well by determining the coefficient of absorption of energy of elastic waves in a mountainous environment.
При реализации способа и определении распределения трещиноватости по продуктивной среде целесообразно по совокупному фрактальному, спектральному, Вейвлет анализу сигналов сейсмоакустической эмиссии из точек данной среды, дополнительно оценивать пьезопроводность и флюидонасыщенность по продуктивной среде вокруг скважин.When implementing the method and determining the distribution of fracturing in the production medium, it is advisable to use the combined fractal, spectral, wavelet analysis of seismic acoustic emission signals from points in this medium to additionally evaluate the piezoconductivity and fluid saturation from the productive medium around the wells.
Во время осуществления способа волновое воздействие на подземные залежи из скважины оптимально, с точки зрения достижения максимальной глубины и эффективности при минимальных энергетических затратах, и технически целесообразно осуществлять с возбуждением в среде залежи упругих колебаний и/или импульсов при помощи скважинных гидродинамических, гидроимпульсных, ударных, электроискровых, электродинамических и механических источников.During the implementation of the method, the wave effect on the underground deposits from the well is optimal, from the point of view of achieving maximum depth and efficiency with minimal energy costs, and it is technically advisable to carry out elastic oscillations and / or pulses in the medium of the reservoir using hydrodynamic, hydro-pulse, shock, electrospark, electrodynamic and mechanical sources.
При этом одновременно или попеременно с волновым воздействием и инициированием трещинообразования возможно осуществлять закачку в залежь химических реагентов и/или теплоносителей.In this case, simultaneously or alternately with the wave action and the initiation of cracking, it is possible to pump chemicals and / or coolants into the deposit.
Применительно к месторождениям солей или металлов целесообразно одновременно или попеременно с волновым воздействием осуществлять подземное вымывание или выщелачивание полезных ископаемых из залежи.In relation to deposits of salts or metals, it is advisable to simultaneously or alternately with the wave action to carry out underground leaching or leaching of minerals from the deposit.
С точки зрения достижения максимальной эффективности способа оптимально в воздействующей скважине одновременно с волновым воздействием при инициировании трещинообразования проводить закачку жидкости разрыва и осуществлять гидроразрыв пласта, причем для оптимального выбора объектов для воздействия гидроразрыв пласта следует проводить с учетом аномалий напряженного состояния пород, особенностей геологического строения пластов, имеющейся трещиноватости, взаимосвязи и взаимовлияния окружающих скважин на воздействующую скважину.From the point of view of maximizing the effectiveness of the method, it is optimal to inject the fracturing fluid and carry out hydraulic fracturing simultaneously with the wave action upon initiation of fracturing, and for optimal selection of objects for the impact, hydraulic fracturing should be carried out taking into account anomalies of the stressed state of the rocks, and features of the geological structure of the reservoirs existing fracturing, interconnection and mutual influence of surrounding wells on the impacting well.
В определенных условиях залегания полезных ископаемых в залежи гидроразрыв пласта оптимально осуществлять трещиной, преимущественно горизонтального распространения по пласту.Under certain conditions, the occurrence of minerals in the hydraulic fracturing reservoirs is best carried out by a crack, mainly of horizontal distribution throughout the reservoir.
Азимутальное направление трещиноватости при гидроразрыве пласта возможно задавать зарезкой горизонтальных стволов.The azimuthal direction of fracturing during hydraulic fracturing can be set by horizontal barrels.
Для достижения наибольшего охвата процессом трещинообразования в определенных геолого-физических условиях целесообразно в воздействующей скважине закачкой нефтекислотной эмульсии через гидродинамический генератор осуществлять вибрационный кислотный разрыв пласта.In order to achieve the greatest coverage of the process of crack formation in certain geological and physical conditions, it is advisable in the acting well by pumping an oil-acid emulsion through a hydrodynamic generator to carry out a vibrating acid fracturing.
Одновременно или попеременно с волновым воздействием на пласты из скважин возможно волновое воздействие с поверхности залежи с возбуждением в пластовой среде волн упругих колебаний и/или импульсов вибросейсмическими и/или электромагнитными источниками.Simultaneously or alternately with the wave action on the reservoir formations from the wells, a wave action from the surface of the reservoir is possible with the excitation of elastic waves and / or pulses of vibroseismic and / or electromagnetic sources in the reservoir medium.
Целесообразно осуществлять волновое воздействие на метастабильные зоны аномального напряженно-деформационного состояния и трещиноватости горной среды пласта, а для снижения энергетических затрат волновое воздействие оптимально осуществлять на периферию этих зон.It is advisable to carry out a wave action on the metastable zones of the anomalous stress-strain state and fracture of the mountainous environment of the formation, and to reduce energy costs, the wave action is best carried out on the periphery of these zones.
Для расширения сети образующихся трещин возможно после гидроразрыва пласта осуществлять волновое воздействие на область расположения вершин образующихся трещин, преимущественно в метастабильных зонах аномального напряженно-деформационного состояния и трещиноватости горной среды.To expand the network of generated cracks, it is possible after hydraulic fracturing to carry out a wave action on the location of the vertices of the formed cracks, mainly in metastable zones of anomalous stress-strain state and fracture of the mountain environment.
При необходимости целесообразно в воздействующих скважинах предварительно проводить комплекс мероприятий по очистке ствола скважины, перфорационных отверстий и ПЗП от естественных или техногенных загрязнений, например виброволновые обработки в сочетании с циклами депрессии, репрессии на пласт и закачками реагентов.If necessary, it is advisable in the impacting wells to preliminarily carry out a set of measures to clean the wellbore, perforations and PZP from natural or man-made pollution, for example, vibro-microwave treatments in combination with depression, repression to the formation and injection of reagents.
Предлагаемый способ не вытекает из существующего уровня техники, и его существенные признаки отличаются от существенных признаков известных способов разработки месторождений полезных ископаемых, добываемых через скважины, в том числе и углеводородов.The proposed method does not follow from the existing level of technology, and its essential features differ from the essential features of the known methods for developing mineral deposits produced through wells, including hydrocarbons.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
Согласно изобретению в оптимальном варианте в воздействующих скважинах одновременно с волновым воздействием с созданием в пластовой среде упругих колебаний и/или импульсов при инициировании дополнительного трещинообразования выполняют закачку жидкости разрыва и осуществляют вибрационный гидроразрыв пласта. Под воздействием упругих колебаний происходит предварительная «подготовка» среды - ее очистка, увеличение объема «зародышей» трещин и ослабление связей структурных компонентов среды в призабойной зоне пласта (ПЗП) вокруг скважины. В результате образуется более разветвленная по объему и глубине система трещин в ПЗП, например, в углеводородных карбонатных коллекторах и других относительно неглубокозалегающих продуктивных залежах полезных ископаемых пластового типа, где в процессе гидроразрыва возможно организовать преимущественно горизонтальную ориентацию образующихся трещин. Подобная система трещин наиболее благоприятна для разработки пластовых залежей полезных ископаемых и обеспечивает новое качество притока флюидов к скважинам, без внесения неустранимых нежелательных возмущений в пластовые фильтрационные поля. Данная система трещин также максимально экологически безопасна при разработке залежей металлов и солей.According to the invention, in an optimal embodiment, in operating wells, simultaneously with the wave action, creating elastic vibrations and / or pulses in the formation medium when additional crack formation is initiated, fracturing fluid is injected and the formation is vibrated. Under the influence of elastic vibrations, preliminary “preparation” of the medium occurs — its cleaning, increase in the volume of “nuclei” of cracks and weakening of the bonds of the structural components of the medium in the bottom-hole formation zone (BHP) around the well. As a result, a system of cracks more extensive in volume and depth is formed in the bottomhole formation zone, for example, in hydrocarbon carbonate reservoirs and other relatively shallow-lying productive mineral deposits of the reservoir type, where it is possible to arrange mainly horizontal orientation of the formed cracks during hydraulic fracturing. Such a system of fractures is most favorable for the development of reservoir mineral deposits and provides a new quality of fluid flow to the wells, without introducing unrecoverable undesirable disturbances into the reservoir filtration fields. This system of cracks is also the most environmentally friendly when developing deposits of metals and salts.
По регистрации сейсмоакустической эмиссии до воздействия и одновременно в ходе его определяют пространственное расположение вершин образующихся трещин, также возможно по коэффициенту поглощения упругих волн в ПЗП дополнительно оценивать степень разветвленности образующихся трещин. Также в оптимальном варианте по специальному анализу САЭ можно оценивать пьезопроводность и флюидонасыщенность среды вокруг скважины.By registering seismic-acoustic emission before exposure and simultaneously during it, the spatial location of the vertices of the resulting cracks is determined, it is also possible to additionally evaluate the degree of branching of the generated cracks by the elastic wave absorption coefficient in the PPP. Also, in the best case scenario, according to a special analysis of SAE, piezoconductivity and fluid saturation of the medium around the well can be estimated.
Обработка полученных данных по специальным методикам и компьютерным программам, имеющимся у авторов изобретения, позволяет организовать с использованием воздействующих скважин качественно новый процесс разработки месторождений полезных ископаемых, добываемых через скважины, с установлением и корректировкой параметров эксплуатации воздействующих скважин и окружающих скважин, например для месторождений нефти - дебита, приемистости или забойного давления и давлений закачки, с изменением также их назначения, при необходимости с бурением новых скважин. Данный новый процесс, оптимизирующий систему образующихся в ПЗП трещин, характеризуется максимально достижимой текущей и итоговой добычей продукции из существующей системы скважин.Processing of the obtained data by special techniques and computer programs available to the inventors allows us to organize a qualitatively new process of developing mineral deposits extracted through wells using operating wells, with establishing and adjusting the operating parameters of the operating wells and surrounding wells, for example, for oil fields - flow rate, injection rate or bottomhole pressure and injection pressure, with a change in their purpose, if necessary, with the Buren We have new wells. This new process, which optimizes the system of cracks formed in the bottomhole formation zone, is characterized by the maximum achievable current and final production of products from the existing well system.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
По месторождению полезных ископаемых или выбранному отдельному участку проводят подготовительные работы по выбранным для осуществления воздействия скважинам. При необходимости для выбора скважин проводят изучение имеющейся по залежи информации по особенностям и аномалиям геологического строения залежи, распределения полей трещиноватости, флюидонасыщенности, проводят каротажные исследовательские работы, изучение кернов. В выбранных скважинах возможно выполнение комплекса мероприятий по очистке ствола скважины, перфорационных отверстий и ПЗП от естественных или техногенных загрязнений, например виброволновые обработки в сочетании с циклами депрессии, репрессии на пласт и закачками реагентов. Обустраивают выбранные скважины для осуществления способа. Осуществляют монтаж системы геофонов и акустического скважинного датчика, подготовку и спуск на забой скважины подземного оборудования для физического воздействия на пласт - забойные гидродинамические или газодинамические генераторы упругих колебаний, электродинамические или искровые импульсные генераторы или другие генерирующие устройства физического воздействия. Обвязывают НКТ с устьевыми насосными агрегатами. При необходимости на выбранных пунктах поверхности размещают передвижные вибросейсмические платформы, вибромолоты, передающие сейсмическую энергию через заглубленные под рыхлые грунты анкерные скважины, МГД-генераторы электромагнитных импульсов или другие источники возбуждения физических излучений. Проводят опытные работы по настройке оптимальных условий приема и регистрации сейсмоакустической эмиссии, фильтрации и усиления при регистрации и записи на компьютер.Preparatory work is carried out on the mineral deposit or on the selected individual site for the wells selected for the impact. If necessary, to select wells, a study is made of the information available on the reservoir on the features and anomalies of the geological structure of the reservoir, the distribution of fracture fields, fluid saturation, conduct well logging research, core studies. In the selected wells, it is possible to carry out a set of measures to clean the wellbore, perforations and PZP from natural or man-made pollution, for example, vibro-microwave treatments in combination with depression, repression to the reservoir and injection of reagents. Equip selected wells to implement the method. Installation of a system of geophones and an acoustic downhole sensor is carried out, preparation and launching of bottomhole equipment for physical impact on the formation — downhole hydrodynamic or gasdynamic generators of elastic vibrations, electrodynamic or spark pulse generators or other generating devices of physical impact. Tie tubing with wellhead pumping units. If necessary, mobile vibroseismic platforms, vibratory hammers transmitting seismic energy through anchor wells buried under loose soil, MHD generators of electromagnetic pulses or other sources of excitation of physical radiation are placed at selected points on the surface. They carry out experimental work on setting up optimal conditions for receiving and recording seismic acoustic emission, filtering and amplification during registration and recording on a computer.
Осуществляют волновое воздействие с инициированием трещиноватости через выбранные скважины. При инициировании трещиноватости в пласте одновременно с волновым воздействием при необходимости проводят закачку в пласт под давлением различных агентов, жидкостей, газов, теплоносителей и т.д. Возможно поднятие давления закачки выше давления гидроразрыва пласта. Одновременно или попеременно с волновым воздействием осуществляют запись и программную компьютерную обработку поступающих с геофонов и датчика акустических сигналов.Carry out a wave action with initiation of fracturing through selected wells. When initiating fracturing in the formation, simultaneously with the wave action, if necessary, injection into the formation is carried out under pressure of various agents, liquids, gases, coolants, etc. It is possible to increase the injection pressure above the fracturing pressure. At the same time or alternately with the wave action, recording and computer software processing of acoustic signals coming from geophones and sensors is carried out.
Пространственное расположение образующихся трещин одновременно с волновым воздействием определяют с использованием трехкомпонентных акустических геофонов, расположенных на поверхности в четырех точках вокруг устья воздействующей скважины и акустического датчика, устанавливаемого в верхней части трубы НКТ. С использованием данной системы датчиков определяют по скорости распространения продольных - Р и поперечных - S волн по колонне НКТ, глубине забоя и разности времени распространения данных волн по колонне НКТ и по горным породам скорости распространения Р и S волн. Определяют также времена запаздывания волны S по отношению к волне Р по функции взаимной корреляции между волновыми процессами, регистрируемыми компонентами геофонов в одной и той же точке, и определяют времена пробегов Р - волн от «очага» эмиссии - вершины образующейся трещины до каждого из четырех датчиков. Далее положение в пространстве очага эмиссии - вершины образующейся трещины - оценивают способом засечек из трех точек - координат установки геофонов.The spatial location of the generated cracks simultaneously with the wave action is determined using three-component acoustic geophones located on the surface at four points around the mouth of the acting well and an acoustic sensor installed in the upper part of the tubing. Using this system of sensors, the propagation velocity of the P and S waves along the tubing string, the depth of the face and the difference in the propagation time of these waves along the tubing string and the rocks, are determined from the propagation velocity of longitudinal - P and transverse - S waves. The delay times of the wave S with respect to the wave P are also determined by the cross-correlation function between the wave processes recorded by the components of the geophones at the same point, and the travel times of the P-waves from the “focus” of the emission — the tip of the crack to each of the four sensors — are determined . Next, the position in the space of the focus of the emission — the vertices of the resulting crack — is estimated by the method of serifs from three points — the coordinates of the installation of geophones.
В ходе реализации изобретения все измеряемые данные с геофонов и датчиков непрерывно поступают на переносной компьютер, записываются в виде временных рядов сигналов и обрабатываются с записью результатов. Лучевая технологическая схема к предлагаемому способу приведена на фиг.1.During the implementation of the invention, all measured data from geophones and sensors are continuously transmitted to a portable computer, recorded in the form of time series of signals, and processed to record the results. Radiation flow diagram of the proposed method is shown in figure 1.
В результате совокупного фрактального, спектрального и Вейвлет анализа акустических сигналов, записываемых с геофонов и датчика колонны НКТ по методике авторов изобретения оцениваются также пьезопроводность или пьезопроводность и флюидонасыщенность по пласту вокруг скважины.As a result of the combined fractal, spectral and wavelet analysis of acoustic signals recorded from geophones and a tubing string sensor, the piezoconductivity or piezoconductivity and fluid saturation of the formation around the well are also evaluated by the method of the inventors.
Все данные, получаемые по воздействующим скважинам, поступают на общий компьютер, и проводится дальнейшая обработка по специальным программам с получением требуемых параметров эксплуатации воздействующих скважин и окружающих скважин, а также целевых рекомендаций смены назначения или координат дополнительного бурения.All data obtained by operating wells is transmitted to a common computer, and further processing is carried out according to special programs to obtain the required operating parameters of the operating wells and surrounding wells, as well as target recommendations for changing the destination or coordinates of additional drilling.
Осуществляют процесс разработки с технической реализацией необходимых мероприятий согласно полученным данным.Carry out the development process with the technical implementation of the necessary measures according to the data received.
Примеры осуществления способа.Examples of the method.
Приводим пример осуществления способа на участке месторождения с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов.We give an example of the method in the field with hard-to-recover hydrocarbon reserves.
Способ осуществлялся на одном из участков месторождения среднего карбона Урало-Поволжья, имеющего следующие средние характеристики: проницаемость - 45 мкм, пористость - 0,13, пластовое давление- 8,5 МПа, плотность нефти - 0,885 т/м, вязкость нефти - 11,8 мПа·с, вязкость воды - 0,5 мПа·с, давление насыщения - 5,85 МПа, начальная нефтенасыщенность - 0,85, содержание связанной воды - 0,18.The method was carried out in one of the sections of the Ural-Volga Middle Carboniferous deposit, having the following average characteristics: permeability - 45 μm, porosity - 0.13, reservoir pressure - 8.5 MPa, oil density - 0.885 t / m, oil viscosity - 11, 8 MPa · s, water viscosity - 0.5 MPa · s, saturation pressure - 5.85 MPa, initial oil saturation - 0.85, bound water content - 0.18.
На основе построенной геолого-математической модели и последующей ее адаптации с использованием базы данных геологического строения участка, а также работы добывающих и нагнетательных скважин с начала разработки, оценивалось текущее на 12.2004 г. исходное (до применения способа) поле нефтенасыщенности (рис.2), в соответствии с которым для волнового воздействия с инициированием дополнительной трещиноватости с повышением забойного давления и осуществлением гидроразрыва в мало выработанной зоне выбрана добывающая наклонная скважина 4754. При реализации способа в скважине осуществляли комплекс мероприятий по очистке ПЗП и инициированию трещинообразования с применением гидродинамических генераторов ГДВ2В-20, ГДВ2В-30 и струйных насосов комплекса "СТРЭНТЭР" НПП "Ойл-Инжиниринг". Вокруг скважины в четырех точках поверхности, в углах квадрата со сторонами 500 м и центром-устьем скважины, установлены четыре 3х-компонентных геофонов. Акустический датчик измерительного комплекса ВШВ-003-М3 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) Е-330 установлен на верхней части НКТ. Для цифровой записи сигналов применялись персональные компьютеры. В январе 2005 г. в скважине одновременно с волновым воздействием произвели гидроразрыв пласта для создания протяженной трещины с закачкой 18,2 тонн проппанта. Мониторинг процесса по контролю изменения сейсмоакустической эмиссии (САЭ) показал северо-западную ориентацию трещины длиной порядка 90 м в продуктивной части (фиг.3). Последующими гидродинамическими исследованиями скважины длина трещины уточнена и составила 87 м.Based on the constructed geological and mathematical model and its subsequent adaptation using the database of the geological structure of the site, as well as the operation of production and injection wells from the beginning of development, the initial (before the method was applied) oil saturation field was estimated (Fig. 2), according to which, for a wave action with the initiation of additional fracturing with an increase in bottomhole pressure and hydraulic fracturing in a poorly developed zone, a production inclined well 4754 is selected. implementing the method in the well, a set of measures was taken to clean the bottomhole formation zone and initiate crack formation using hydrodynamic generators GDV2V-20, GDV2V-30 and jet pumps of the STRENTER complex of the NPP Oil-Engineering. Around wells in four points of the surface, in the corners of a square with sides of 500 m, and the center of the mouth of the well, there are four 3 x -component geophone. The acoustic sensor of the measuring complex VShV-003-M3 with an analog-to-digital converter (ADC) E-330 is installed on the upper part of the tubing. For digital recording of signals, personal computers were used. In January 2005, in the well, along with the wave action, hydraulic fracturing was performed to create an extended fracture with the injection of 18.2 tons of proppant. Monitoring of the process for monitoring changes in seismic acoustic emission (SAE) showed a north-west orientation of the crack with a length of about 90 m in the productive part (Fig. 3). Subsequent hydrodynamic studies of the well, the fracture length was specified and amounted to 87 m.
В результате программного анализа исходных данных и полученной в ходе реализации способа информации по САЭ с целью реализации максимальной потенциально возможной добычи нефти с учетом созданной дополнительной трещиноватости в скв. 4754, установлен режим работы скв. 4754, характеризующийся дебитом нефти в 160-170 т/сут, для окружающих добывающих скважин 4752ГО и 4753ГО - соответственно в 15-20 т/сут и 12-15 т/сут, одновременно осуществлен перевод под нагнетание скв. 4838 с приемистостью 60-80 куб.м/сут.As a result of the program analysis of the initial data and the information obtained during the implementation of the method on SAE in order to realize the maximum potential oil production, taking into account the created additional fracturing in the well. 4754, the well operation mode is set. 4754, characterized by an oil flow rate of 160-170 tons / day, for the surrounding production wells of 4752GO and 4753GO, respectively, 15-20 tons / day and 12-15 tons / day, at the same time a transfer was made to inject wells. 4838 with an injection rate of 60-80 cubic meters / day.
В табл.1 по скв. 4754 и по расположенным вокруг нее скважинам приведены фактические объемы добычи нефти и жидкости за период с 01.01.2005 г. по 31.12.2005 г. и прогнозные по базовому варианту (без создания трещины в скв. 4754). В базовом варианте показатели работы скважин рассчитаны на геолого-математической модели в предположении неизменности исходных условий.In table 1, well. 4754 and the wells located around it show the actual volumes of oil and liquid production for the period from January 1, 2005 to December 31, 2005 and forecast for the base case (without creating a crack in well 4754). In the basic version, the performance indicators of wells are calculated on the geological and mathematical model under the assumption that the initial conditions are unchanged.
Дополнительная добыча нефти за период с 01.01.05 г. по 31.12.05 г. составила 20590 тонн. При этом обводненность снизилась с 24,7 до 18,8. Наглядное представление и физическую картину интенсификации притока нефти к созданной трещине в скв. 4754 дают распределения линий тока в базовом варианте (фиг.2) и с трещиной и с переводом под нагнетание скв. 4838 (фиг.3), полученные на геолого-математической модели. При этом заметно, что на концевых участках трещины приток на единицу ее длины возрастает.The additional oil production for the period from January 1, 2005 to December 31, 2005 amounted to 20,590 tons. At the same time, water cut decreased from 24.7 to 18.8. Visual representation and physical picture of intensification of oil inflow to the created fracture in the well. 4754 give the distribution of streamlines in the basic version (figure 2) and with a crack and with the transfer under injection of wells. 4838 (figure 3) obtained on the geological-mathematical model. Moreover, it is noticeable that at the end sections of the crack, the influx per unit of its length increases.
Приводим пример осуществления способа на участке месторождения урана.We give an example of the method on the site of the uranium deposit.
Способ осуществлялся на одном из участков месторождения пластового типа, представленного россыпями U3O8 в песчаниковых пластах, залегающих на глубинах до 700 м. Процентное содержание урана в продуктивной породе изменяется от 0.04 до 0.103%. Добыча урана осуществляется скважинным подземным выщелачиванием. В закачные скважины вводят растворы кислот, а из откачных скважин извлекается продукция выщелачивания, которая поступает на ионообменные установки для дальнейшей переработки. На фиг.4 показана схема расположения скважин на выбранном для осуществления способа участке месторождения урана пластового типа.The method was carried out at one of the sections of the reservoir type deposit, represented by U 3 O 8 placers in sandstone formations occurring at depths of up to 700 m. The percentage of uranium in the productive rock varies from 0.04 to 0.103%. Uranium mining is carried out by borehole underground leaching. Acid solutions are injected into the injection wells, and leaching products are extracted from the pumping wells and fed to ion exchange plants for further processing. Figure 4 shows the location of wells in the selected for the implementation of the method section of the uranium deposits of the reservoir type.
На забое закачной скважины 14г на насосных трубах был установлен гидродинамический генератор ГДВ2В-20 НПП "Ойл-Инжиниринг" комплекса "СТРЭНТЭР". Вокруг скважины в четырех точках поверхности, в углах квадрата со сторонами 200 м и центром-устьем скважины 14г, установлены четыре 3х-компонентных геофонов. Акустический датчик измерительного комплекса ВШВ-003-М3 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) Е-330 установлен на верхней части НКТ. Для цифровой записи сигналов применялись персональные компьютеры. Далее в скважине произведен динамический кислотный гидроразрыв пласта для создания наклонной трещины преимущественно горизонтального распространения по рудному пласту. Мониторинг процесса по контролю сейсмоакустической эмиссии показал ориентацию трещины длиной порядка 28 м в продуктивной части по направлению к откачным скважинам 125 и 122 (направления преимущественного развития клювов трещины показано стрелками на фиг.4).At the bottom of the injection well 14g, a hydrodynamic generator GDV2V-20 NPP Oil-Engineering of the STRENTER complex was installed on pump pipes. Around wells in four points of the surface, in the corners of a square with sides of 200 m and a center-wellhead 14d, there are four 3 x -component geophone. The acoustic sensor of the measuring complex VShV-003-M3 with an analog-to-digital converter (ADC) E-330 is installed on the upper part of the tubing. For digital recording of signals, personal computers were used. Further, a dynamic acid hydraulic fracturing was performed in the well to create an inclined fracture of predominantly horizontal distribution throughout the ore formation. Monitoring of the process for monitoring seismic-acoustic emission showed the orientation of the crack with a length of about 28 m in the productive part towards the pumping
С целью реализации максимальной потенциально возможной добычи урановой руды с учетом созданной гидроразрывом трещины в закачной скв. 14г реализовано следующее изменение режимов работы окружающих скважин. В скв. 14г закачка технологического раствора увеличилась с 16 м3/сут до 32 м3/сут. При давлении нагнетания 5,0 мПа в скв. 14г, 17а, 10г и 10а на насосных трубах были установлены гидродинамические генераторы ГД2В-6ВШ комплекса «СТРЭНТЕР», предназначенные для постоянной работы при закачке технологической жидкости. С помощью данных генераторов осуществлялось непрерывное волновое воздействие упругими колебаниями на продуктивную породу в процессе ее выщелачивания. В откачной скважине 125 в течение трех месяцев осуществлялось увеличение отбора жидкости из пласта с 12 м3/сут до 21 м3/сут. Затем скважина переведена под нагнетание раствора технологических кислот с режимом 23 м3/сут.In order to realize the maximum potential mining of uranium ore, taking into account the fracture created in the injection well by hydraulic fracturing. 14g, the following change in the operating modes of the surrounding wells was implemented. In well 14 g of the injection of the technological solution increased from 16 m 3 / day to 32 m 3 / day. At a discharge pressure of 5.0 MPa in a
В результате проведенных мероприятий фактическая добыча U3O8 сравнивалась с прогнозной по выделенной группе скважин. В результате сравнения получена дополнительная добыча 197 метрических тонн U3O8.As a result of the measures taken, the actual production of U 3 O 8 was compared with the forecast for the selected group of wells. As a result of the comparison, an additional production of 197 metric tons of U 3 O 8 was obtained.
Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно повысить эффективность разработки углеводородов и других полезных ископаемых, добываемых через скважины, за счет организации эффективного флюидообмена между скважинами и пластами с волновым воздействием на пластовую горную среду и оптимальным использованием системы трещин, образующихся при инициировании трещинообразования, а также за счет оптимизации режимов волнового воздействия, снижения энергетических затрат.The use of the invention allows to significantly increase the efficiency of the development of hydrocarbons and other minerals produced through wells, through the organization of effective fluid exchange between wells and reservoirs with a wave effect on the formation mountain environment and the optimal use of the system of cracks generated when crack formation is initiated, as well as through optimization modes of wave exposure, reducing energy costs.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121160/03A RU2357073C2 (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Method of development of mineral deposits extracted through wells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121160/03A RU2357073C2 (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Method of development of mineral deposits extracted through wells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007121160A RU2007121160A (en) | 2008-11-27 |
| RU2357073C2 true RU2357073C2 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007121160/03A RU2357073C2 (en) | 2007-05-25 | 2007-05-25 | Method of development of mineral deposits extracted through wells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357073C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499885C2 (en) * | 2009-11-24 | 2013-11-27 | Борис Михайлович Курочкин | Water flooding method of oil deposits |
| RU2507396C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Алик Нариман Оглы Касимов | Method for determining parameters of hydraulic fracturing crack system |
| RU2593849C1 (en) * | 2015-07-31 | 2016-08-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for development of inclined buried mineral producing formation |
| RU2683015C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method for developing bituminous argillite and sandstone fields |
| RU2691794C1 (en) * | 2018-08-30 | 2019-06-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Method for increasing reservoir recovery by dynamic formation action |
| RU2765786C1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-02-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for extraction of hard-to-recover oils |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494236C1 (en) * | 2012-10-17 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Oil deposit development method |
-
2007
- 2007-05-25 RU RU2007121160/03A patent/RU2357073C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499885C2 (en) * | 2009-11-24 | 2013-11-27 | Борис Михайлович Курочкин | Water flooding method of oil deposits |
| RU2507396C1 (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Алик Нариман Оглы Касимов | Method for determining parameters of hydraulic fracturing crack system |
| RU2507396C9 (en) * | 2012-08-01 | 2014-04-10 | Алик Нариман Оглы Касимов | Method for determining parameters of hydraulic fracturing crack system |
| RU2593849C1 (en) * | 2015-07-31 | 2016-08-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for development of inclined buried mineral producing formation |
| RU2683015C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method for developing bituminous argillite and sandstone fields |
| RU2691794C1 (en) * | 2018-08-30 | 2019-06-18 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Method for increasing reservoir recovery by dynamic formation action |
| RU2765786C1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-02-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method for extraction of hard-to-recover oils |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007121160A (en) | 2008-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2566348C2 (en) | Method of multilayer hydraulic fracturing down hole | |
| CA2984451C (en) | Diagnostic lateral wellbores and methods of use | |
| RU2291955C1 (en) | Method for extraction of oil deposit | |
| US20240263548A1 (en) | Methods and systems to control flow and heat transfer between subsurface wellbores connected hydraulically by fractures | |
| RU2357073C2 (en) | Method of development of mineral deposits extracted through wells | |
| US4867241A (en) | Limited entry, multiple fracturing from deviated wellbores | |
| US20180283153A1 (en) | Methods and materials for evaluating and improving the production of geo-specific shale reservoirs | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| RU2496001C1 (en) | Development method of oil-gas deposit using hydraulic fracturing of formation | |
| WO2017035370A1 (en) | Methods and materials for evaluating and improving the production of geo-specific shale reservoirs | |
| CN105283633A (en) | Method for increasing product recovery in fractures proximate fracture treated wellbores | |
| Schulte et al. | Enhancing geothermal reservoirs | |
| CN113669043B (en) | Earthquake-control fracturing artificial heat storage construction method for geothermal development of dry-heat granite | |
| Mulhim et al. | First successful proppant fracture for unconventional carbonate source rock in Saudi Arabia | |
| CN108612518B (en) | Method for determining drilling and hydraulic fracturing parameters of radial micro-well bore of coal-bed gas well | |
| RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
| RU2424425C1 (en) | Procedure for development of deposit of oil in carbonate collectors | |
| RU2681796C1 (en) | Method for developing super-viscous oil reservoir with clay bridge | |
| RU2117764C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
| Temizel et al. | A review of hydraulic fracturing and latest developments in unconventional reservoirs | |
| RU2135750C1 (en) | Method for developing oil-gas deposit with application of hydraulic fracturing of bed | |
| Rimmelin et al. | Hydraulic fracturing in cave mining: Opportunities for improvement | |
| RU2526037C1 (en) | Development of fractured reservoirs | |
| RU2264533C2 (en) | Method for oil reservoir development in carbonate or terrigenous formation with developed macrocracks | |
| Johnson et al. | Improving fracture initiation and potential impact on fracture coverage by implementing optimal well-planning and drilling methods for typical stress conditions in the Cooper Basin, Central Australia |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100526 |