способ интенсификации добычи нефти

Формула изобретения

Способ интенсификации добычи нефти, основанный на упругом воздействии на пласт, заключающийся в электрогидравлическом воздействии на пласт на резонансной частоте и отборе нефти из пласта, отличающийся тем, что пласт возбуждают упругими импульсами в широком диапазоне частот от 0 до 10 кГц, устанавливают частоты, на которых резонируют пласт, и поддерживают частоту резонанса в пласте одиночными периодическими радиально сфокусированными электрогидравлическими импульсами с частотой их следования, кратной резонансной частоте пласта, при этом одновременно в соседней скважине контролируют частоту возбуждения пласта упругими импульсами и корректируют ее по результатам измерений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геотехнологическим способам добычи полезных ископаемых с помощью воздействия на пласт физическими полями и может быть использовано, в частности, при добыче жидких углеводородов.

Известен способ волновой обработки пласта (патент РФ №2001254, М.кл. Е 21 В 43/25, Бюл. №37-38, 1993 г.) с помощью наземного виброисточника, который предусматривает использование резонансных частот для возбуждения пласта по формуле:

Wpeз.пл.=V/Kh,

где К - коэффициент повторяемости прохождения генерируемых сейсмических волн, К=1,2,3,4...,

V - скорость распространения упругих волн в пласте,

H - толщина продуктивного пласта.

Определив геолого-физические характеристики продуктивной залежи, добиваются, чтобы резонансная частота вибросейсмоисточника Wp.ист. была равна резонансной частоте продуктивного пласта W=Wрез.пл.

Этот способ требует громоздкого наземного оборудования, эффективен только при жестких средах передачи упругой энергии. В качестве источников упругих волн используются наземные сейсмоисточники мощностью 70-120 килоджоулей (ГСК-10 или СВ-5-150 и др.). Большая часть вибросейсмоисточника затрачивается на раскачку приповерхностной ближней зоны упругой среды. Расчеты показывают, что до продуктивного пласта, находящегося на глубине 2-2.5 км, доходит лишь 1-2% всей излучаемой энергии. Резонансная частота возбуждаемого пласта зависит от многих параметров среды, и предложенный авторами расчет является упрощенным и требует экспериментального уточнения резонансной (доминантной) частоты для каждого пласта, месторождения.

Известен способ интенсификации добычи нефти, принятый за прототип по патенту РФ №2055171, М.кл. Е 21 В 43/25, 1996 г., заключающийся в воздействии на пласт электрогидравлическими импульсами в диапазоне частот 4-10 Гц в течение 5-15 мин с количеством циклов не менее 3-х.

Недостатком этого способа является ограниченность зоны воздействия - только на призабойную зону пласта и, соответственно, незначительное проникновение упругих колебаний внутрь пласта.

Задачей предлагаемого способа является устранение указанных недостатков, т.е. повышение глубины проникновения упругой волны в пласт, за счет этого увеличение проницаемости пласта и подвижности насыщающего пласт флюида.

Задача решается тем, что в способе интенсификации добычи нефти, основанном на упругом воздействии на пласт упругими колебаниями на резонансной частоте и отборе нефти из пласта, пласт возбуждают в широком диапазоне частот одиночными, периодическими, радиально сфокусированными импульсами с частотой следования, кратной резонансной частоте пласта, при этом одновременно в соседней скважине контролируют частоту возбуждения и корректируют ее по результатам измерений.

Способ может быть реализован с помощью аппаратуры, изображенной на фиг.1, а на фиг.2 показан частотный спектр резонансных (доминантных) частот для нефтегазовых пластов с различными физическими параметрами.

Аппаратура содержит каротажный подъемник 1, скважинный прибор 2, опускаемый в скважину 3 на геофизическом кабеле 4. В скважинном приборе 2 размещены накопители электрической энергии и устройства управления их зарядом и разрядом, имеются электроды 5 и проволочка 6, вводимая в зазор между электродами 5 с помощью устройства 7 автоматической подачи проволочки. В соседнюю скважину 8 с помощью отдельной каротажной лебедки в интервал воздействия на пласт спускается скважинная аппаратура 9 для контроля резонансных колебаний в пласте, по данным которой производится корректировка частоты следования импульсов.

Способ осуществляется следующим образом. С помощью наземного оборудования, размещенного на каротажном подъемнике, производится питание переменным током скважинного прибора 2, спускаемого в скважину 3 на геофизическом кабеле 4. Повышенным и выпрямленным напряжением заряжаются конденсаторы прибора 2, заряд которых производится между двумя электродами 5 по сигналам с устройства управления. Происходит электрогидравлический разряд. Стабильность такого разряда в различных по минерализации жидкостях в скважине (нефть, нефть с водой, минерализованная вода) обеспечивается инициированием взрыва проводящей электрический ток проволочкой, вводимой в зазор между электродами после очередного взрыва с помощью устройства 7 автоматической подачи проволочки.

Спектр частот излучаемого упругого импульса в диапазоне от 0 до 10 кГц зависит от многих факторов: напряжения и скорости заряда, времени разряда, расстояния между электродами, разрядного сопротивления и др., и его можно регулировать, настраивая на необходимый диапазон частот, среди которых есть частоты, на которых резонирует пласт. Регистрируя упругие колебания в соседней скважине 8 аппаратурой 9, можно с высокой точностью установить, на каких частотах резонирует пласт, и поддерживать частоту резонанса в пласте, выбрав соответствующим образом частоту следования одиночных, периодических излучающих импульсов. Конструкция электродов электрогидравлического разрядника выбрана такой формы, чтобы создать фокусировку упругой волны в радиальном направлении. Упругие импульсы на резонансной частоте проникают глубоко в пласт, образуя микротрещины в пласте, увеличивая подвижность флюида в порах и в нефти, прежде всего. Каждый последующий одиночный импульс создает упругую волну, которая, слабо затухая на резонансной частоте пласта, распространяется на сотни метров (до 1.0-1.5 км).

Зная геолого-технические условия разрабатываемого месторождения, режим разработки и параметры продуктивного пласта, определяем резонансные (доминантные) частоты в пласте. Они различны для терригенных и карбонатных коллекторов и зависят от размеров пор, типа насыщающего пласт флюида, мощности и протяженности пласта. Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что если возбуждаемый упругий импульс имеет широкий спектр излучаемых частот, то в пласте наблюдаются высокочастотные резонансы в ближней зоне пласта, низкочастотные колебания проникают вглубь пласта с наименьшими потерями только на резонансной частоте (фиг.2).

Излучаемые радиально направленные упругие импульсы глубоко проникают в пласт, создавая раскачку флюида в пласте на резонансных частотах. За счет этого происходит перераспределение состава флюида, поступающего в скважину, улучшается соотношение “нефть-вода”, увеличивается проницаемость пласта. Следует заметить, что сконцентрированный гидравлический удар может вызвать образование дополнительных трещин в пласте, что также улучшает проницаемость пласта. Скважинные эксперименты показали, что при этом целостность цементного камня в затрубном пространстве не нарушается за счет высокой радиальной направленности упругого воздействия на вскрытую перфорацией продуктивную часть пласта.