СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЕГАЗОНОСНЫЙ ПЛАСТ Российский патент 1999 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности акустического воздействия на призабойную зону, повышения продуктивности скважины и пласта пород-коллекторов в целом.

Известен способ акустического воздействия на призабойную зону продуктивных пластов, принятый за прототип (патент РФ N 2026969, опубл. 20.01.95, бюл. N 2). Способ включает воздействие на прискважную зону акустическим полем, в котором выделяют участки с пониженными фильтрационными свойствами, затем обработку пласта ведут поточечно с интенсивностью не менее 0,2 Вт/см², и после каждого облучения корректируют сигнал до момента стабилизации фильтрационных свойств. Оценку фильтрационных свойств производят косвенно по показаниям скважинного датчика давления, расходомера и пр.

Недостатком способа является косвенная оценка состояния скважины и не достоверно отражающая процессы, происходящие в результате акустического облучения, в результате этого, повышенная трудоемкость, требующая определения динамики восстановления путем ее периодического измерения в перерывах между циклами облучения и сравнения с предыдущими. Способ позволяет воздействовать только на призабойную зону и не обеспечивает акустического воздействия на весь продуктивный газонефтеносный пласт.

Задачей предлагаемого способа является повышение эффективности акустического воздействия на скважину, призабойную зону и на весь продуктивный пласт, увеличивая его производительность, за счет повышения достоверности оценки фильтрационных свойств скважины.

Поставленная задача с достижением технического результата осуществляется в способе акустического воздействия на нефтегазоносный пласт, включающем диагностику призабойной зоны, облучение акустическим полем и корректировку параметров режимов облучения по результатам обратной связи, причем акустическое воздействие осуществляют поэтапно вертикально направленным и круговым горизонтально направленным акустическими полями, действующими одновременно, на первом этапе с образованием стоячей волны в зоне, окруженной скважинными трубами, и на втором этапе с образованием бегущей волны в зоне перфорации с резонансной частотой структуры пласта с флюидом, а обратной связью является частотная зависимость амплитуды сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля, причем интенсивность акустического излучения в зоне перфорации не менее 10 Вт/см².

Использование в качестве обратной связи отраженных акустических волн без косвенных измерений дает возможность достоверно судить об изменении фильтрационных свойств скважины и при этом оптимально воздействовать на параметры посылаемого акустического сигнала, вызывая стоячую волну или приближая режим колебаний к резонансному. Такая связь дает возможность оперативно получить режим резонанса с частицами среды и повысить эффективность акустического воздействия.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа.

На фиг. 2 изображено устройство, поясняющее осуществление способа.

Акустические излучатели 1 (фиг. 1) соединены с генератором 2, датчик обратной связи 3, представляющий собой акустический приемник, связан с блоком управления 4, который соединен через аналого-цифровой преобразователь 5 с компьютером 6, а его выход осуществляет обратную связь через дешифратор команд 7 на блок управления 4 и генератор 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Как изображено на фиг.2, в насосно-компрессорную трубу (НКТ) 8 работающей скважины через лубрикатор 9 опускают скважинный прибор 10 до начала перфорации 11 призабойной зоны продуктивного пласта. Акустический датчик 3 передает сигнал по геофизическому кабелю 12 на наземную аппаратуру 13 для обработки и принятия решения о режиме воздействия на пласт. После принятия решения подается сигнал на блок 14, который запитывает пьезоизлучатели 1, создающие горизонтально направленное круговое акустическое поле 15, которое образует стоячую волну в объеме, ограниченном НКТ 8, а затем и в объеме, ограниченном обсадной колонной 16, кроме того одновременно действует акустическое поле и в вертикальном направлении 17, осуществляя проход прибора по скважине и воздействие на парафино-гидратный слой. После достижения прибором зоны перфорации 11, пока перфорационные отверстия закрыты веществом среды, стоячие волны в призабойной зоне приводят к раскрытию перфорации скважинной трубы и акустическое воздействие превращается в бегущую волну, распространяющуюся в виде кругового горизонтально направленного поля, что повышает эффективность воздействия на весь пласт. Диагностика проводится по сигналам от датчика 3. Наиболее надежным признаком проникновения акустических волн в нефтегазоносный пласт является появление эхо-сигналов от неоднородностей пласта, окружающего скважину, причем, чем дальше проникновение, тем сильнее и длительнее реверберации и, кроме того, по устойчивой амплитуде ревербераций можно судить о достижении режима резонанса посланного акустического воздействия с множеством резонаторов, находящихся в среде флюида: воздушных полостей, твердых частиц и др. Это приводит к распространению резонансного явления в продуктивном пласте в плоскости, перпендикулярной оси скважины. Частота акустической волны, равная собственной частоте структуры пласта с флюидом, приводит к максимально эффективной очистке каналов движения флюидов в пласте, снижению вязкости и трения при движении флюида. Распространение резонансного акустического излучения по продуктивному пласту интенсивностью не менее 10 Вт/см² в свою очередь обеспечивает связи пласт-скважина и повышение дебита сразу нескольких нефтяных скважин данного пласта. Испытания показали увеличение дебита скважины до 45% в отличие от прототипа, увеличивающего дебит до 30%.

Оцениваются характеристики реверберации как в ручном, так и в автоматическом режимах. В автоматическом режиме компьютер сам производит зондирование пласта в заданном частотном диапазоне с произвольным шагом по частоте и представляет оператору результат для принятия решения в графическом режиме (частотно-временную гистограмму реверберации). Возможна реализация адаптивного режима, при котором чередуются циклы диагностики и воздействия, причем параметры воздействия корректируются в автоматическом режиме по алгоритму программного обеспечения.

Данный способ позволяет осуществить очистку не только околоскважинного пространства пластов от осевших частиц, но и самих пластов, разрушает гидратные и парафиновые пробки, а также снижает вязкость нефти в зоне притока за счет достижения резонансных колебаний в среде, возбуждаемых горизонтально направленным круговым акустическим полем, и оптимизации такого режима за счет использования в качестве обратной связи акустического датчика, принимающего отраженные, рассеянные акустические колебания, которые напрямую, без косвенных измерений достоверно отражают все процессы, происходящие в среде продуктивного пласта. Способ экологически чист, позволяет повысить дебит нефтяных скважин на до 45%.

Способ акустического воздействия на нефтегазоносный пласт относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использован для повышения продуктивности скважины и пласта пород-коллекторов в целом. Способ включает диагностику призабойной зоны, облучение акустическим полем и корректировку параметров режимов облучения по результатам обратной связи. Акустическое воздействие осуществляют поэтапно вертикально направленным и круговым горизонтально направленным акустическими полями одновременно. На первом этапе воздействия осуществляют с образованием стоячей волны в замкнутом скважинной трубой пространстве. На втором этапе - в зоне перфорации с образованием бегущей волны с резонансной частотой структуры пласта с флюидом. Обратной связью является частотная зависимость амплитуды сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля. Способ позволяет повысить эффективность акустического воздействия на призабойную зону и на весь продуктивный пласт. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ акустического воздействия на нефтегазоносный пласт, включающий диагностику призабойной зоны, облучение акустическим полем и корректировку параметров режима облучения по результатам обратной связи, отличающийся тем, что акустическое воздействие осуществляют поэтапно вертикально направленным и круговым горизонтально направленным акустическими полями одновременно, причем на первом этапе - с образованием стоячей волны на участках пространства, ограниченного скважинными трубами, и на втором этапе - с образованием бегущей волны в зоне перфорации с резонансной частотой структуры пласта с флюидом, а обратной связью является частотная зависимость амплитуды сигнала, полученного от рассеянного в обратном направлении акустического поля. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интенсивность акустического излучения в зоне перфорации составляет не менее 10 Вт/см².