RU2526096C2 - Method for seismoacoustic investigations during oil extraction - Google Patents
Method for seismoacoustic investigations during oil extraction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526096C2 RU2526096C2 RU2012116008/28A RU2012116008A RU2526096C2 RU 2526096 C2 RU2526096 C2 RU 2526096C2 RU 2012116008/28 A RU2012116008/28 A RU 2012116008/28A RU 2012116008 A RU2012116008 A RU 2012116008A RU 2526096 C2 RU2526096 C2 RU 2526096C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- seismic
- acoustic
- formation
- elastic vibrations
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/42—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators in one well and receivers elsewhere or vice versa
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
- G01V2210/10—Aspects of acoustic signal generation or detection
- G01V2210/16—Survey configurations
- G01V2210/161—Vertical seismic profiling [VSP]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для ведения сейсмоакустических исследований в процессе добычи нефти на месторождениях различных типов строения, в том числе истощенных и с трудноизвлекаемыми запасами.The invention relates to the oil and gas industry and can be used for seismic research in the process of oil production in fields of various types of structures, including depleted and hard-to-recover reserves.
Для повышения нефтеотдачи истощенных и обводненных залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти требуются новые эффективные технологии.New efficient technologies are required to increase oil recovery from depleted and watered deposits with hard-to-recover oil reserves.
Повышение эффективности извлечения нефти возможно за счет получения информации о залежи в процессе добычи, что является важным фактором для оптимизации управления процессом добычи, без исключения скважины из эксплуатации.Improving the efficiency of oil recovery is possible by obtaining information about the deposits in the production process, which is an important factor for optimizing the management of the production process, without excluding the well from operation.
Получить информацию о залежи в процессе эксплуатации позволяет совмещение процессов разработки месторождения с ведущим методом геофизических исследований (ГИС) - сейсморазведкой. Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и колоссальным объемом получаемой информации, которая может служить надежным критерием интерпретации результатов исследований с целью построения высокодостоверной геофизической модели пласта, для дальнейшего планирования работ на скважине.Obtaining information on the deposit during operation allows the combination of field development processes with the leading method of geophysical exploration (GIS) - seismic exploration. Seismic exploration is notable for its reliability, high resolution, manufacturability and the enormous amount of information received, which can serve as a reliable criterion for interpreting research results in order to build a highly reliable geophysical reservoir model, for further planning of well operations.
Новым направлением сейсморазведки является сейсмический мониторинг. С помощью сейсмического мониторинга отслеживают изменения в массиве пород в процессе эксплуатации скважин, и таких основных, как изменение положения водонефтяного контакта. Достоинством сейсмического мониторинга является то, что он может производиться в реальном масштабе времени. Это позволяет специалисту регулировать работу воздействия на пласт на основе наблюдаемых изменений в модели пласта. Следующим достоинством является анализ и интерпретация результатов после проведения работы. Данные сейсмического события можно обрабатывать и интерпретировать для лучшего понимания текущего состояния структуры пласта. Специалист может использовать данную информацию в планировании дополнительного воздействия на пласт для интенсификации притока и возможного уплотняющего бурения для улучшения добычи.A new area of seismic exploration is seismic monitoring. Using seismic monitoring, changes in the rock mass are monitored during the operation of the wells, and such basic ones as the change in the position of the oil-water contact. The advantage of seismic monitoring is that it can be done in real time. This allows the specialist to regulate the work of the impact on the reservoir based on the observed changes in the reservoir model. The next advantage is the analysis and interpretation of the results after work. Seismic event data can be processed and interpreted to better understand the current state of the reservoir structure. The specialist can use this information in planning additional stimulation to stimulate the influx and possible tight drilling to improve production.
Основной целью сейсмического мониторинга в процессе добычи углеводородов является увеличение нефтеотдачи, коэффициента извлечения нефти (КИН).The main purpose of seismic monitoring in the process of hydrocarbon production is to increase oil recovery, oil recovery ratio (CIN).
Постоянный сейсмический мониторинг предполагает наличие постоянно действующей системы сбора сейсмической информации на месторождении и представляет собой пассивные сейсмические наблюдения в режиме реального времени для контроля, например, за направлениями гидроразрыва пласта.Continuous seismic monitoring assumes the existence of a constantly operating system for collecting seismic information at the field and is a passive seismic monitoring in real time to monitor, for example, the directions of hydraulic fracturing.
Однако получение обновленной достоверной геофизической модели пласта возможно только после проведения активной фазы сейсмических наблюдений и сбора сейсмической информации в процессе действия искусственных источников упругих колебаний.However, obtaining an updated reliable geophysical reservoir model is possible only after the active phase of seismic observations and the collection of seismic information during the operation of artificial sources of elastic vibrations.
Процесс сейсмического мониторинга может быть очень затратным, если для проведения исследований потребуется перерыв в добыче, извлечение из скважины промыслового оборудования, установка дополнительного оборудования.The seismic monitoring process can be very costly if research will require a break in production, extraction of production equipment from the well, and installation of additional equipment.
Так как в основе сейсмических методов исследования лежит искусственное возбуждение упругих волн при помощи источника, то предложено использовать в качестве технологических источников упругих колебаний промысловое оборудование. В патенте РФ №2318223 для сейсмического мониторинга гидроразрыва пласта использован насос гидроразрыва. Для скважинной сейсморазведки использован буровой инструмент в патентах РФ №1035549, РФ №2265235. Работа электроцентробежного насоса нагнетательной скважины и штангового насоса добывающей скважины в патенте РФ №2291955 использованы для создания упругих колебаний для геофизических исследований и контроля распределения трещиноватости.Since seismic research methods are based on artificial excitation of elastic waves using a source, it is proposed to use field equipment as technological sources of elastic vibrations. In RF patent No. 2318223 a hydraulic fracturing pump was used for seismic monitoring of hydraulic fracturing. For downhole seismic exploration, a drilling tool was used in patents of the Russian Federation No. 1035549, Russian Federation No. 2265235. The operation of the electric centrifugal pump of the injection well and the sucker-rod pump of the producing well in the RF patent No. 2291955 was used to create elastic vibrations for geophysical surveys and control the distribution of fractures.
В патенте РФ №2144684 описан «Способ получения вертикальных профилей в ходе бурения скважин», предложена технология сейсмической разведки с использованием бурового инструмента в качестве сейсмического источника. Способ основан на определении времен обнаружения импульсов упругой энергии после отражения от геологических пластов на различной глубине, генерируемых буровым инструментом. Отраженные импульсы упругой энергии проходят по земле и регистрируются приемниками в виде линии геофонов, которые располагаются на таком расстоянии от буровой, чтобы была обеспечена возможность получения сейсмических данных. Система содержит устройства обработки и интерпретирования отраженных сигналов, обнаруженных приемниками.In the patent of the Russian Federation No. 2144684, “A method for obtaining vertical profiles during well drilling” is described, a seismic exploration technology using a drilling tool as a seismic source is proposed. The method is based on determining the detection times of elastic energy pulses after reflection from geological formations at various depths generated by a drilling tool. Reflected pulses of elastic energy pass through the earth and are recorded by receivers in the form of a line of geophones that are located at such a distance from the rig so that it is possible to obtain seismic data. The system comprises devices for processing and interpreting reflected signals detected by receivers.
В способе осуществлено совмещение ГИС с процессом бурения без остановки процесса для предоставления скважины для сейсмокаротажа.In the method, the GIS is combined with the drilling process without stopping the process to provide a well for seismic logging.
По полученным данным этим способом можно судить только о наличии или отсутствии нефти или газа. Ограничена разрешающая способность исследований. Способ не дает точности определения глубины залегания месторождения, для этого необходимо обеспечить повышение точности определения времени сейсмического события и скоростей упругих волн. Информация о характере среды, пересекаемой скважиной, ограничивается околоскважинной областью. Объясняется это рассеянием сферического по форме сейсмического излучения бурового инструмента в породе. Данным способом сейсмического мониторинга невозможно определение геологической структуры нефтегазоносного пласта, для такого исследования нужна дополнительная соседняя скважина.According to the data obtained in this way, one can only judge the presence or absence of oil or gas. Research resolution is limited. The method does not provide accuracy for determining the depth of the deposit, for this it is necessary to increase the accuracy of determining the time of a seismic event and the velocities of elastic waves. Information about the nature of the medium crossed by the well is limited to the near-wellbore area. This is explained by the scattering of a spherical shape of seismic radiation of a drilling tool in the rock. Using this method of seismic monitoring, it is impossible to determine the geological structure of an oil and gas bearing formation; for such an investigation, an additional neighboring well is needed.
Из патента РФ №2439621 известна «Методика и система для выполнения межскважинных исследований», которая включает использование генератора сейсмических колебаний и счетчика отсчета времени генерации сейсмического события в первой скважине. Использование сейсмического приемника для регистрации сейсмического события и счетчика отсчета времени приема сейсмического события во второй скважине - скважине мониторинга. Использование независимой наземной системы отсчета для каждой скважины, которая принимает сигнал со спутника глобальной системы позиционирования (GPS). Таким образом, работа генератора сейсмических колебаний и сейсмического приемника привязана к общей опорной системе отсчета времени.From the patent of the Russian Federation No. 2439621, the “Methodology and system for performing cross-hole research” is known, which includes the use of a seismic oscillation generator and a counter for counting the time of generation of a seismic event in the first well. Using a seismic receiver for recording a seismic event and a countdown counter for receiving a seismic event in a second well - a monitoring well. Using an independent ground reference system for each well that receives a signal from a satellite of the global positioning system (GPS). Thus, the operation of the seismic oscillation generator and the seismic receiver is tied to a common reference time system.
При реализации заявленного изобретения осуществляется картирование сейсмических воздействий. По сравнению с предыдущим аналогом будет достигаться результат, заключающийся в точной индикации начала отсчета времени каждого сейсмического события и получении адекватной точной скоростной модели межскважинного пространства, в отличии от предыдущего способа мониторинга с одиночной скважиной.When implementing the claimed invention, mapping of seismic effects is carried out. Compared with the previous analogue, a result will be achieved consisting in an accurate indication of the start time of each seismic event and obtaining an adequate accurate velocity model of the interwell space, in contrast to the previous monitoring method with a single well.
Данный способ исследования может быть реализован с целью мониторинга гидроразрыва пласта и в процессе добычи нефти. Способ увеличивает охват по площади пласта, но за счет дополнительной скважины, местоположение которой ограничивается затуханием распространения упругой волны в породе. Повышение точности исследований достигается за счет контроля команд и информации в процессе эксплуатации скважины с помощью дополнительной аппаратуры и дополнительной скважины.This research method can be implemented to monitor hydraulic fracturing in the oil production process. The method increases the coverage over the reservoir area, but due to an additional well, the location of which is limited by the attenuation of the propagation of the elastic wave in the rock. Improving the accuracy of research is achieved by controlling teams and information during the operation of the well with the help of additional equipment and additional wells.
Известен способ «Сейсмический анализ с использованием электрического погружного насоса в качестве источника сейсмических сигналов», патент РФ №2386985. Предложен способ сейсмического мониторинга продуктивных пластов, в котором используют оборудование, уже находящееся в скважине, и не прерывают добычу. В настоящем изобретении в качестве источника сейсмических сигналов используют электрический погружной насос, вращаемый приводом с регулируемой скоростью. Путем колебательного изменения (качания) частоты привода может быть создано семейство основных частот и гармоник, которые могут быть зарегистрированы и обработаны. Модули датчиков, расположенные в другой скважине, обнаруживают сейсмические волны. По мере изменений в толще пород между скважинами, например появление воды, происходит изменение сейсмического сигнала, и оператор может анализировать последствия произведенных воздействий.The known method of “Seismic analysis using an electric submersible pump as a source of seismic signals”, RF patent No. 2386985. A method for seismic monitoring of reservoirs is proposed, which uses equipment already in the well and does not interrupt production. In the present invention, an electric submersible pump rotated by a variable speed drive is used as a source of seismic signals. By oscillating (swaying) the frequency of the drive, a family of fundamental frequencies and harmonics can be created that can be recorded and processed. Sensor modules located in another well detect seismic waves. As changes in the thickness of the rock between the wells, for example, the appearance of water, a change in the seismic signal occurs, and the operator can analyze the consequences of the impacts.
Данным способом может быть проведено сейсмическое исследование с очень незначительным вмешательством в эксплуатацию скважины. Исследование может проводиться через заданные промежутки времени, при этом данные регистрируют и сравнивают с предыдущими исследованиями с целью анализа воздействия производственной деятельности за истекшее время.In this way, a seismic survey can be carried out with very little interference in the operation of the well. The study can be carried out at predetermined intervals, while the data is recorded and compared with previous studies in order to analyze the impact of production activities over time.
Упругие колебания от электрического погружного насоса такой же природы, как в предыдущих аналогах, имеют сферическую форму, такая волна быстро рассеивается, кроме того распространение вдоль всего ствола скважины также приводит к потере энергии волны. Прошедший в пласт оставшийся сигнал на таких частотах и длине волны, с учетом неоднородности газонефтеносной залежи, будет затухать за счет рассеивания на расстоянии до 50 м от источника излучения, поэтому производят «качание» частот, и семейство волн с разными частотами передается через толщу пород в виде сейсмических волн с переменными частотами, и некоторые из них улавливаются датчиком в соседней скважине.Elastic vibrations from an electric submersible pump of the same nature as in the previous analogues have a spherical shape, such a wave quickly dissipates, in addition, propagation along the entire wellbore also leads to a loss of wave energy. The remaining signal that has entered the reservoir at such frequencies and wavelength, taking into account the heterogeneity of the gas-oil deposit, will be attenuated due to scattering at a distance of up to 50 m from the radiation source, so frequencies are “swung”, and a family of waves with different frequencies is transmitted through the rock thickness to seismic waves with variable frequencies, and some of them are detected by a sensor in an adjacent well.
Этим способом можно получать информацию, как и в предыдущем аналоге на ограниченном участке, между двумя скважинами. Не представляется возможным получать данные для построения геологической модели всего пласта, в противном случае использование этого метода тиражированием по месторождению станет экономически нецелесообразным.In this way, information can be obtained, as in the previous analogue in a limited area, between two wells. It is not possible to obtain data for constructing a geological model of the entire formation, otherwise the use of this method by replication across the field will become economically inexpedient.
Предлагаемый способ позволяет сократить до одной число скважин для сейсмоакустических исследований в процессе добычи нефти.The proposed method allows to reduce to one the number of wells for seismic-acoustic research in the process of oil production.
Задачей предлагаемого изобретения является создание незатратного способа сейсмоакустических исследований с использованием одной скважины, с организацией сейсмического мониторинга продуктивного пласта без прерывания процесса добычи нефти, при котором во время добычи углеводородов получают достоверную информацию о геологическом строении и состоянии продуктивного пласта в реальном масштабе времени для выбора оптимальных режимов добычи и эксплуатации, с возможностью использования способа на месторождениях различных типов строения, с истощенными и трудноизвлекаемыми запасами нефти.The objective of the invention is to create a cost-effective method of seismic-acoustic research using one well, with the organization of seismic monitoring of the reservoir without interrupting the oil production process, during which hydrocarbon production provides reliable information about the geological structure and condition of the reservoir in real time to select the optimal modes production and operation, with the possibility of using the method in deposits of various types of structures , with depleted and hard-to-recover oil reserves.
Техническим результатом решения поставленной задачи является повышение точности результатов сейсмического исследования по площади пласта, оптимизация процесса добычи, снижение затрат за счет неиспользования дополнительного оборудования для его проведения и контроля, и увеличение коэффициента извлечения нефти.The technical result of solving the problem is to increase the accuracy of the results of seismic surveys by reservoir area, optimize the production process, reduce costs by not using additional equipment for its conduct and control, and increase the oil recovery coefficient.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается в способе сейсмического исследования в процессе добычи нефти за счет того, чтоThe task and the specified technical result is achieved in the method of seismic research in the process of oil production due to the fact that
размещают в нагнетательной скважине на уровне перфорации скважинный акустический излучательplaced in the injection well at the level of perforation downhole acoustic emitter
на поверхности земли устанавливают сейсмоприемники по профилю, скважинным акустическим излучателем создают упругие колебания в виде горизонтально направленной в пласт волны цилиндрической формы,geophones are installed on the earth’s surface along the profile, borehole acoustic emitters create elastic vibrations in the form of a cylindrical wave horizontally directed into the formation,
которая образуется в скважинном акустическом излучателе путем отражения вертикально направленных плоских волн пьезоизлучателей от внешней поверхности конического экрана, с углом при вершине 90 град,which is formed in the borehole acoustic emitter by reflecting vertically directed plane waves of piezoelectric emitters from the outer surface of the conical screen, with an apex angle of 90 degrees,
регистрируют сейсмоприемниками, установленными на поверхности земли, и измеряют амплитудо-частотные параметры продольных и поперечных волн, проходящих сквозь толщу пласта, вызванных деформацией породы от воздействия упругими колебаниями скважинного акустического излучателя,register with geophones installed on the earth’s surface, and measure the amplitude-frequency parameters of the longitudinal and transverse waves passing through the reservoir, caused by deformation of the rock from the action of elastic vibrations of the borehole acoustic emitter,
по зарегистрированным данным и их интерпретации строят изображение геологической структуры пласта в формате 3D, с отражением границ газонефтяных и водонефтяных контактов.according to the recorded data and their interpretation, an image of the geological structure of the formation is constructed in 3D format, with the reflection of the boundaries of gas-oil and water-oil contacts.
одновременно с процессом сейсмических исследований с помощью акустического скважинного излучателя добывают нефть, создавая упругими колебаниями акустическое давление, обеспечивающее образование градиента давления для вытеснения нефти,simultaneously with the process of seismic studies using an acoustic borehole emitter, oil is produced, creating acoustic pressure by elastic vibrations, providing a pressure gradient for oil displacement,
по мере появления изменений в геологической структуре пласта осуществляют регулирование режима работы скважинного акустического излучателя или его положения в скважине относительно пласта для обеспечения расчетного дебита нефти.as changes in the geological structure of the formation occur, the operating mode of the borehole acoustic emitter or its position in the well relative to the formation is controlled to ensure the estimated oil production rate.
Источником возбуждения упругих колебаний для мониторинга пласта служит тот же акустический скважинный излучатель, которым создают избыточное пластовое давление для вытеснения нефти. Акустический скважинный излучатель содержит набор пъезопреобразователей для создания упругих колебаний в виде волны синусоидальной формы, в котором плоские вертикально направленные упругие волны преобразуются в горизонтальные путем отражения и разворота на 90 град, от наружной конической поверхности конического экрана, с углом при вершине 90 град, и трансформируются в цилиндрическую волну с эффективной мощностью, равной длине акустического скважинного излучателя. В результате установки акустического скважинного излучателя на уровне перфорации, цилиндрическая волна движется в горизонтальном направлении во все стороны от скважины, беспрепятственно проникает внутрь пласта-коллектора, образуя волновое поле, и распространяется по площади пласта, как по волноводу, в виде продольных и поперечных деформаций. При образовании естественного канала, ограниченного границами раздела двух сред нефть-вода и обусловленного явлением полного отражения от этих границ, образуется естественный волновод, способный поддерживать распространяющиеся внутри него волны, за счет этого увеличивается охват пласта. Цилиндрическую волну также возможно получить с помощью излучателя цилиндрической формы.The source of the excitation of elastic vibrations for monitoring the reservoir is the same acoustic borehole emitter, which creates excessive reservoir pressure to displace oil. An acoustic borehole emitter contains a set of piezoelectric transducers for generating elastic oscillations in the form of a sinusoidal wave, in which plane vertically directed elastic waves are transformed into horizontal ones by reflection and rotation by 90 degrees from the outer conical surface of the conical screen, with an angle at the apex of 90 degrees, and are transformed into a cylindrical wave with an effective power equal to the length of the acoustic downhole emitter. As a result of the installation of an acoustic downhole emitter at the perforation level, a cylindrical wave moves horizontally in all directions from the well, freely penetrates the reservoir, forming a wave field, and spreads over the reservoir area, like a waveguide, in the form of longitudinal and transverse deformations. When a natural channel is formed, bounded by the interface between two oil-water media and due to the phenomenon of complete reflection from these boundaries, a natural waveguide is formed that can support the waves propagating inside it, thereby increasing the coverage of the formation. A cylindrical wave can also be obtained using a cylindrical emitter.
Возникающая деформация породы распространяется в виде колебания среды в каждой точке воздействия во времени и пространстве, с образованием продольных и поперечных волн, которые проходят сквозь толщу пласта по всей его площади через нефтегазонасыщенную и водонасыщенную части пласта со скоростью, присущей физическим свойствам каждой среды, которые и улавливаются сейсмоприемниками на поверхности земли. При этом используют динамические свойства и кинематические особенности упругих волн, измеряют амплитудо-частотные, скоростные и временные параметры. Регистрация продольных и поперечных волн позволяет не только изучить состав и типы пластовых флюидов, насыщающих поровое пространство породы, но и повысить точность и детальность исследований, улучшить разрешающую способность. Точная оценка кинематических и динамических параметров является основой для создания достоверной модели строения гетерогенной геологической среды.The resulting deformation of the rock propagates in the form of an oscillation of the medium at each point of impact in time and space, with the formation of longitudinal and transverse waves that pass through the thickness of the formation over its entire area through the oil and gas and water-saturated parts of the formation at a rate inherent in the physical properties of each medium, which captured by geophones on the surface of the earth. In this case, dynamic properties and kinematic features of elastic waves are used, and amplitude-frequency, speed and time parameters are measured. Registration of longitudinal and transverse waves allows not only to study the composition and types of reservoir fluids saturating the pore space of the rock, but also to increase the accuracy and detail of studies, to improve resolution. An accurate assessment of kinematic and dynamic parameters is the basis for creating a reliable model of the structure of a heterogeneous geological environment.
Новизна способа заключается в том, что повышение достоверности и точности результата интерпретации достигается путем расширения области акустического воздействия на продуктивный пласт, полного охвата воздействием упругой волной, проникающей внутрь пласта, создающей соответствующие динамические возмущения каждой точки среды залежи. Изменения типа движителя вытеснения в системе матрица пород-флюид, воды на акустическое давление и повышение мощности воздействия в начальной точке приводит к проработке всего объема площади контура питания добывающей скважины.The novelty of the method lies in the fact that increasing the reliability and accuracy of the interpretation result is achieved by expanding the area of acoustic impact on the productive formation, full coverage by the action of an elastic wave penetrating into the formation, creating the corresponding dynamic disturbances of each point of the reservoir environment. Changes in the type of displacement mover in the rock-fluid matrix system, water for acoustic pressure and an increase in the impact power at the starting point lead to the study of the entire volume of the production well supply circuit area.
В процессе добычи нефти одновременно в реальном времени или по мере необходимости осуществляется мониторинг пласта. Профили сейсмоприемников переставляют по необходимости в соответствии с планом исследований или устанавливают несколько профилей одновременно. Использование одновременно большого количества точек регистрации удешевляет и повышает эффективность нефтедобычи. По мере вытеснения нефти и воздействий на скважину происходят изменения в геологической структуре пласта, меняются сигналы, регистрируемые наземными сейсмоприемниками, оператор визуально по изображению геологической структуры контролирует эти изменения и осуществляет регулирование режима работы скважинного акустического излучателя. Таким образом, сейсмические исследования осуществляются в динамическом режиме, «отображение-воздействие-контроль», в реальном времени и без прерывания процесса нефтеизвлечения - это повышает достоверность, точность результатов исследований. Точность и достоверность результатов сейсмического анализа по мере использования предложенного способа дает возможность максимально правильно выбирать количественные показатели изменения режима работы и воздействия скважинного акустического излучателя. Сократить неоправданные затраты, вызванные недостоверными данными, и таким образом максимально оптимизировать регулирование и процесс добычи нефти. Точность способа и его очевидная оперативность позволяет обнаруживать и обрабатывать пласты малой мощности в несколько метров, тем самым повысить КИН, приближая его к 100%. Предложенные сейсмические исследования могут проводиться как непрерывно, так и в любые промежутки времени.In the process of oil production, reservoir monitoring is carried out simultaneously in real time or as necessary. The profiles of geophones are rearranged as necessary in accordance with the research plan or install several profiles simultaneously. Using at the same time a large number of registration points reduces the cost and improves the efficiency of oil production. As oil is displaced and effects on the well, changes occur in the geological structure of the formation, signals recorded by ground-based geophones are changed, the operator visually monitors these changes from the image of the geological structure and regulates the operating mode of the borehole acoustic emitter. Thus, seismic studies are carried out in a dynamic mode, "display-impact-control", in real time and without interrupting the oil recovery process - this increases the reliability and accuracy of the research results. The accuracy and reliability of the results of seismic analysis as the proposed method is used makes it possible to select quantitative indicators of the change in the operating mode and the impact of the downhole acoustic emitter as correctly as possible. Reduce unjustified costs caused by false data, and thus optimize the regulation and process of oil production as much as possible. The accuracy of the method and its obvious efficiency allows the detection and processing of low-power formations of several meters, thereby increasing the oil recovery factor, bringing it closer to 100%. The proposed seismic studies can be carried out both continuously and at any time intervals.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Способ поясняется ссылками на схему сейсмических исследований в процессе добычи нефти, на которой показана:The method is illustrated by links to a seismic research scheme in the oil production process, which shows:
эксплуатационная колонна нагнетательной скважины 1, обсадная головка 2, подъемник 3, лубрикатор 4, газо-нефтеносная залежь (ГНЗ 5), акустический скважинный излучатель 6, с пьезопреобразователями 7, и коническими экранами с углом при вершине 90 град 8, размещенный на уровне зоны перфорации 9, кабельный наконечник 10, трос-кабель питания скважинного излучателя 11, наземный генератор питания блока управления 12, сейсмоприемники, соединенные между собой 13, аналогово-цифровой анализатор-преобразователь акустических сигналов 14, пьезокабель 15, линия связи сейсмоприемников 16, портативный компьютер 17, упругие колебания 18.production casing of injection well 1,
В ходе осуществления способа, размещенным в нагнетательной скважине 1 на уровне перфорации 9 акустическим скважинным излучателем 6, настроенным на определенную частоту и мощность, создают акустическое давление на нефтеносный пласт и добывают нефть, на поверхности земли устанавливают сейсмоприемники 13 по профилю, акустическим скважинными устройством 1 создают упругие колебания 18 горизонтально направленной цилиндрической волной в ГНЗ 5, которую получают путем отражения плоских вертикально направленных волн, не показаны, пьезопреобразователя 7 от внешней конической поверхности конического экрана с углом при вершине 90 град 8, проходящие сквозь толщу пласта поперечные и продольные волны, не показаны, регистрируются сейсмоприемниками на поверхности земли 13. Например, часть сейсмоприемников профиля может зарегистрировать волны, проходящие через водоносную часть пласта, одновременно другая часть сейсмоприемников зарегистрирует волны, проходящие через нефтеносную часть пласта, которые различаются по динамическим свойствам. По подлежащим анализу измерениям сигналы с сейсмоприемников 13 поступают на обработку в аналогово-цифровой анализатор-преобразователь акустических сигналов 14, преобразованные оцифрованные данные поступают на портативный компьютер 17, который посредством специального программного обеспечения интерпретирует и отображает геологическую структуру пласта в формате 3D во времени, с отражением границ (газ, нефть, вода) с задержкой 4-6 сек. Одновременно с процессом мониторинга пласта в реальном времени идет добыча нефти по расчетному дебиту. По мере появления изменений в геологической структуре пласта ГНЗ 5, осуществляют регулирование режима работы скважинного устройства 6 путем изменения частоты наземного генератора питания блока управления 12 для обеспечения расчетного дебита нефти.During the implementation of the method, placed in the injection well 1 at the perforation level 9 by an acoustic downhole emitter 6 tuned to a specific frequency and power, acoustic pressure is created on the oil reservoir and oil is produced, geophones 13 are installed on the ground surface along the profile, acoustic well device 1 is created elastic vibrations 18 of a horizontally directed cylindrical wave in GNZ 5, which is obtained by reflection of plane vertically directed waves, not shown, piezoelectric transformations receiver 7 from the external conical surface of the conical screen with an angle of 90 degrees at the apex 8, transverse and longitudinal waves passing through the formation thickness are not shown, recorded by geophones on the earth’s surface 13. For example, some geophones can record waves passing through the aquifer of the reservoir, at the same time, the other part of the geophones will record the waves passing through the oil-bearing part of the reservoir, which differ in dynamic properties. According to the measurements to be analyzed, the signals from the geophones 13 are processed by an analog-to-digital analyzer-transducer of acoustic signals 14, the converted digitized data are transmitted to a
Комплекс оборудования может дополнительно оснащаться пьезокабелем -дистанционным датчиком вибрации 15, установленным по всей длине профиля сейсмоакустических приемников, с целью сбора дополнительной информации о распространении упругих колебаний в обрабатываемом пласте границы распространения, мощности вибрации жесткого скелета матрицы.The equipment complex can be additionally equipped with a piezoelectric cable — a
Из примера реализации видно, что способ незатратный и не требует дополнительного оборудования для проведения сейсмических исследований. Попутно волновое воздействие на призабойную зону скважины очищает поровое и трещинное пространство, высвобождает капиллярную нефть, выравнивает фронт вода-нефть, что способствует подключению к процессу добычи низкопроницаемых пропластков и повышает нефтеотдачу.The implementation example shows that the method is not expensive and does not require additional equipment for conducting seismic studies. Along the way, the wave effect on the bottom-hole zone of the well cleans the pore and fracture spaces, releases capillary oil, evens the water-oil front, which helps to connect low-permeability layers to the production process and increases oil recovery.
За счет эффективной мощности, равной длине акустического скважинного преобразователя, увеличения площади охвата пласта волновым излучением повышается разрешающая способность, точность, обеспечивается достоверность отображения внутреннего строения пласта, повышается коэффициент извлечения нефти.Due to the effective power equal to the length of the acoustic downhole transducer, increasing the area covered by the wave radiation, the resolution and accuracy increase, the reliability of the display of the internal structure of the formation is ensured, and the oil recovery coefficient is increased.
В результате мониторинга изменений, происходящих в пласте, в реальном времени, достигается оптимальное без неоправданных действий «вслепую» регулирование процесса добычи. Исследования могут производиться непрерывно или в любое время без прерывания добычи нефти.As a result of monitoring changes in the reservoir in real time, optimal blind control of the production process is achieved without undue actions. Research can be carried out continuously or at any time without interrupting oil production.
Точность способа и его очевидная оперативность позволяет различать и обрабатывать участок ГНЗ по всей площади, и между более удаленными скважинами. Таким образом, можно увеличить коэффициенты охвата и вытеснения, приближая их к 1,0, а следовательно, и коэффициент нефтеотдачи, который в данном случае также будет стремиться к показателю 1,0. При этом ведение разработки залежи будет полностью управляемым и контролируемым, за счет получения оперативной информации о процессах, происходящих в пласте, возможности изменения режимов воздействия и положения скважинного акустического излучателя относительно пласта. Расширяются возможности использования способа для извлечения остаточной нефти на месторождениях с истощенными и трудноизвлекаемыми запасами, а также в процессе разработки новых месторождений.The accuracy of the method and its obvious efficiency makes it possible to distinguish and process the GNZ area over the entire area, and between more distant wells. Thus, it is possible to increase the coverage and displacement coefficients, bringing them closer to 1.0, and consequently, the oil recovery coefficient, which in this case will also tend to an indicator of 1.0. At the same time, the development of the deposit will be completely manageable and controllable, by obtaining operational information about the processes occurring in the formation, the possibility of changing the exposure regimes and the position of the downhole acoustic emitter relative to the formation. The possibilities of using the method for the extraction of residual oil in fields with depleted and hard-to-recover reserves, as well as in the process of developing new fields, are expanding.
Claims (1)
на поверхности земли устанавливают сейсмоприемники по профилю,
скважинным акустическим излучателем создают упругие колебания в виде горизонтально направленной в пласт волны цилиндрической формы, которая образуется в скважинном акустическом излучателе путем отражения вертикально направленных плоских волн пьезоизлучателей от внешней поверхности конического экрана, с углом при вершине 90 град,
регистрируют сейсмоприемниками, установленными на поверхности земли, и измеряют амплитудо-частотные параметры продольных и поперечных волн, проходящих сквозь толщу пласта, образованных деформацией породы от воздействия упругими колебаниями скважинного акустического излучателя,
по зарегистрированным данным и их интерпретации строят изображение геологической структуры пласта в формате 3D, с отражением границ газонефтяных и водонефтяных контактов,
одновременно с процессом сейсмоакустических исследований добывают нефть с помощью акустического скважинного излучателя, создавая упругими колебаниями акустическое давление, обеспечивающее образование градиента давления для вытеснения нефти,
по мере появления изменений в геологической структуре пласта осуществляют регулирование режима работы скважинного акустического излучателя или его положения в скважине относительно пласта для обеспечения расчетного дебита нефти. The method of seismic acoustic research in the process of oil production, which consists in placing a borehole acoustic emitter in an injection well at a perforation level,
geophones are installed on the surface of the earth along the profile,
borehole acoustic emitters create elastic vibrations in the form of a cylindrical wave horizontally directed into the formation, which is formed in the borehole acoustic emitter by reflecting vertically directed plane waves of piezoelectric emitters from the outer surface of the conical screen, with an apex angle of 90 degrees,
register with geophones mounted on the earth’s surface, and measure the amplitude-frequency parameters of the longitudinal and transverse waves passing through the reservoir, formed by deformation of the rock from the action of elastic vibrations of the borehole acoustic emitter,
according to the recorded data and their interpretation, they construct an image of the geological structure of the formation in 3D format, with a reflection of the boundaries of gas-oil and water-oil contacts,
simultaneously with the process of seismic-acoustic studies, oil is extracted using an acoustic downhole emitter, creating acoustic pressure by elastic vibrations, which provides a pressure gradient for oil displacement,
as changes in the geological structure of the formation occur, the operating mode of the borehole acoustic emitter or its position in the well relative to the formation is controlled to ensure the estimated oil production rate.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116008/28A RU2526096C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Method for seismoacoustic investigations during oil extraction |
| PCT/IB2013/001339 WO2013182900A2 (en) | 2012-04-20 | 2013-03-29 | Acoustic measurement method for the crude oil production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116008/28A RU2526096C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Method for seismoacoustic investigations during oil extraction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012116008A RU2012116008A (en) | 2013-10-27 |
| RU2526096C2 true RU2526096C2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=48901107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116008/28A RU2526096C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Method for seismoacoustic investigations during oil extraction |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526096C2 (en) |
| WO (1) | WO2013182900A2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740597C1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for forecasting change in production rate of production wells during propagation of elastic vibrations in bottomhole formation zone |
| WO2021162570A1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "МФ Технологии" | Method for determining the composition of a gas-liquid mixture |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114136687B (en) * | 2021-11-22 | 2023-11-07 | 西安石油大学 | Petroleum geology test auxiliary device |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140534C1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-10-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Method for acoustically affecting oil-and-gas-bearing formation |
| RU2140519C1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-10-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Device for acoustic stimulation of oil-gas formation |
| RU2162516C1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-01-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Method of oil production |
| RU2191258C1 (en) * | 2001-07-30 | 2002-10-20 | Подобед Виктор Сергеевич | Device for acoustic stimulation of oil and gas-bearing formation |
| RU2260114C2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-09-10 | Фролов Дмитрий Павлович | Method for performing acoustic action on oil-bearing bed in bottomhole formation zone |
| UA28624U (en) * | 2007-11-08 | 2007-12-10 | Method for wave action on oil-and-gas bearing layer | |
| RU2391500C2 (en) * | 2008-05-28 | 2010-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" | Oil or gas well production monitoring device |
| WO2011021073A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Octio Geophysical As | Acoustic monitoring of hydrocarbon production |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4685091A (en) * | 1984-05-10 | 1987-08-04 | Exxon Production Research Co. | Method and apparatus for acoustic well logging |
| US4702343A (en) * | 1986-03-18 | 1987-10-27 | Chevron Research Company | Nondestructive downhole seismic vibrator source and processes of utilizing the vibrator to obtain information about geologic formations |
| FR2658304B1 (en) * | 1990-02-14 | 1992-08-28 | Schlumberger Prospection | BOTTOM SEISMIC SOURCE AND METHOD FOR CREATING ACOUSTIC WAVES IN A WELLBORE. |
-
2012
- 2012-04-20 RU RU2012116008/28A patent/RU2526096C2/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-03-29 WO PCT/IB2013/001339 patent/WO2013182900A2/en active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140534C1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-10-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Method for acoustically affecting oil-and-gas-bearing formation |
| RU2140519C1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-10-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Device for acoustic stimulation of oil-gas formation |
| RU2162516C1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-01-27 | Подобед Виктор Сергеевич | Method of oil production |
| RU2191258C1 (en) * | 2001-07-30 | 2002-10-20 | Подобед Виктор Сергеевич | Device for acoustic stimulation of oil and gas-bearing formation |
| RU2260114C2 (en) * | 2003-11-05 | 2005-09-10 | Фролов Дмитрий Павлович | Method for performing acoustic action on oil-bearing bed in bottomhole formation zone |
| UA28624U (en) * | 2007-11-08 | 2007-12-10 | Method for wave action on oil-and-gas bearing layer | |
| RU2391500C2 (en) * | 2008-05-28 | 2010-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазгеофизика" | Oil or gas well production monitoring device |
| WO2011021073A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Octio Geophysical As | Acoustic monitoring of hydrocarbon production |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021162570A1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Объединение "МФ Технологии" | Method for determining the composition of a gas-liquid mixture |
| RU2740597C1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for forecasting change in production rate of production wells during propagation of elastic vibrations in bottomhole formation zone |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013182900A3 (en) | 2014-03-13 |
| WO2013182900A2 (en) | 2013-12-12 |
| RU2012116008A (en) | 2013-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017230727B2 (en) | Hydraulic fracture monitoring by low-frequency DAS | |
| RU2652394C2 (en) | Fracture evaluation through cased boreholes | |
| CA2815204C (en) | Monitoring using distributed acoustic sensing (das) technology | |
| AU2014396155B2 (en) | Monitoring subterranean hydrocarbon saturation using distributed acoustic sensing | |
| CA2796042C (en) | Methods and apparatus to image subsurface formation features | |
| US6947843B2 (en) | Microseismic signal processing | |
| US10126448B2 (en) | Formation measurements using downhole noise sources | |
| RU2678248C2 (en) | Acoustic wave imaging of formations | |
| CA3034352A1 (en) | Method for fracturing activity and intensity monitoring and pressure wave resonance analysis | |
| RU2496003C2 (en) | System and method of correction of well shaft direction based on stress field | |
| Djuraev et al. | A review on conceptual and practical oil and gas reservoir monitoring methods | |
| CN105431612A (en) | Drilling method and apparatus | |
| CA2268104C (en) | Method of obtaining improved geophysical information about earth formations | |
| CA2713976A1 (en) | Method for enhancing low frequency output of impulsive type seismic energy sources for use while drilling | |
| Eyinla et al. | Optimization of hydraulic fracture monitoring approach: A perspective on integrated fiber optics and sonic tools | |
| RU2526096C2 (en) | Method for seismoacoustic investigations during oil extraction | |
| Meehan et al. | Effects of reservoir heterogeneity and fracture azimuth on optimization of fracture length and well spacing | |
| Nath et al. | Recent advances and new insights of fiber optic techniques in fracture diagnostics used for unconventional reservoirs | |
| US20180100938A1 (en) | Continuous Subsurface Carbon Dioxide Injection Surveillance Method | |
| Amorocho et al. | Improving Production in Child Wells by Identifying Fractures with an LWD Ultrasonic Imager: A Case Study from an Unconventional Shale in the US | |
| Paillet¹ | Use of well logs to prepare the way for packer strings and tracer tests: Lessons from the Mirror Lake study | |
| Link et al. | Fracture Prediction, Actual 2010 Drilling Results, and Full Wave Forward Modeling: An Integrated Technologies Approach | |
| McLarty et al. | Enhanced Geothermal Systems (EGS) R&D Program: Monitoring EGS-Related Research | |
| Delhomme | Available approaches for increasing the producibility of geothermal wells in natural fracture systems by optimizing their placement, design, and stimulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170421 |