СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ Российский патент 2024 года по МПК E21B49/00 G01N15/08 G01N33/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при определении влияния акустического воздействия на терригенные породы, результаты определений могут быть применяться при интенсификации добычи нефти и газа методом акустического воздействия на призабойную зону пласта.

Уровень техники

Известен способ оценки акустического воздействия на вытеснение нефти с использованием низкочастотных волн, где для проведения измерений используются пластинчатые модели пластов или образцы горных пород [В.П. Дыбленко, Р.Н. Камалов, Р.Я. Шарифулин, И.А. Труфанов. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия. Казань. 2000г. 358 с.].

В экспериментах используется пластинчатая модель или пористая среда. В ходе экспериментов происходит наложение поля колебаний, что влияет на фильтрацию жидкостей, а установка позволяет генерировать волновые колебания частотой от 50 до 10⁴ ГЦ.

Данный способ не обладает достаточной точностью измерения, так как на процессы фильтрации жидкостей влияют их реологические свойства.

Наиболее близким к предлагаемому способу оценки влияния акустического воздействия на вытеснение нефти является способ оценки влияния акустического воздействия на двухмерных прозрачных моделях реального керна, изготовленного фотолитографическим способом, отражающей структуру горной породы, на увеличение нефтеотдачи породы [Губайдулин А.А. Волновое воздействие при вытеснении углеводородов в пористых средах //Проблемы и достижения прикладной математики и механики. Сб. тр. К 70-летию ак. В.М. Фомина. Новосибирск. Изд-во «Нонпарель». 2010. С. 35-49]. Через насыщенную нефтью или керосином модель фильтруют дистиллированную воду при давлении 0,2 МПа до полного прекращения появления нефти на выходе из модели. Далее фильтруют через модель с остаточной нефтью дистиллированную воду с постоянным расходом с фиксированным давлением на входе модели, изменяющимся при эксперименте от 0,02 до 0,05 МПа. При каждом фиксированном давлении на входе модели меняют частоту акустического воздействия от 1 до 20000 Гц. При максимальной амплитуде частоты волн оценивают процесс дополнительного вытеснения нефти из модели с остаточной нефтью.

Указанный способ использует двухмерные прозрачные модели, а не образцы керна и работает в области акустических частот от 1 до 20000 Гц, но без использования волн с негармоническими частотами это не позволяет установить эффект по извлечению дополнительной нефти из образцов керна, а также получить качественную характеристику эффекта увеличения нефтеотдачи.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа, лишенного недостатков аналогов при определении объёма вытесненной нефти и коэффициента вытеснения нефти при применении акустического воздействия в нефтяных скважинах при добыче нефти.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении извлечения дополнительного количества нефти из образцов керна при воздействии на них акустических волн различной частоты.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа используют образцы горных пород с известной газопроницаемостью, пористостью, с моделированной начальной нефтенасыщенностью, образец устанавливают в кернодержателе, термостатируют, проводят донасыщение образца моделью нефти, осуществляют вытеснение модели нефти моделью воды, применяемой при заводнении, со скоростью закачки, применяемой при заводнении, определяют объём вытесненной нефти без акустического воздействия объёмным способом. При закачке в образец с остаточной нефтью вытесняющей воды осуществляют акустическое воздействие волнами с негармоническими колебаниями и частотами от 100 до 17000 Гц, определяют объём дополнительно вытесненной нефти объёмным способом, проводят уточнение объёма вытесненной нефти экстракционно-дистилляционным способом и расчёт коэффициентов вытеснения для всех этапов эксперимента.

Осуществление изобретения

Способ акустического воздействия на образцы горных пород осуществляют следующим образом.

Отбирают образцы керна, выпиливают параллельно напластованию цилиндрический образец. Экстрагируют спиртобензольной смесью, определяют газопроницаемость, методом насыщения определяют пористость и объём пор. Моделируют остаточную водонасыщенность и начальную нефтенасыщенность насыщением образца керна керосином под вакуумом. Устанавливают образец керна в кернодержатель, насыщают образец керна моделью пластовой нефти, прокачивая через керн нефть до стабилизации проницаемости керна по нефти. Вытеснение нефти из образца керна проводят моделью воды, применяемой при заводнении, на скоростях закачки, используемых для поддержания пластового давления, до полного обводнения выходящей из керна жидкости. Объёмным способом в мернике оценивают объём вытесненной из образца нефти и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти. Оценка дополнительного вытеснения нефти из образца керна при акустическом воздействии проводится в следующей последовательности. При включённом акустическом генераторе, инициирующим негармонические колебания с частотами от 100 до 17000 Гц, осуществляют прокачку вытесняющей воды через образец керна с остаточной нефтью в объёме не менее трёх поровых объёмов и объёмным способом в мернике оценивают дополнительный объём вытесненной нефти, рассчитывают коэффициент вытеснения нефти. Вынимают образец керна из кернодержателя, определяют экстракционно-дистилляционным способом содержание остаточной нефти и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти.

Объёмный способ определения остаточной нефтенасыщенности К_он применяется в процессе проведения экспериментов по вытеснению нефти, при этом расчёты проводят по формуле:

К_он = 1 - V₁ - V_м / V_п ,

где V₁ - количество нефти, поступившей в мерный сосуд, после прокачки воды через образец керна, м³;

V_м - мёртвые объёмы кернодержателя и подводящих трубок, м³;

V_п - объём пор образца керна, м³.

Остаточную нефтенасыщенность К_он, по данным экстракционно-дистилляционного способа, рассчитывают по формуле:

К_он = 1 - V_в / V_п ,

где V_в - количество воды в образце, определённое методом дистилляции, м³;

V_п - объём пор образца, м³.

Коэффициент вытеснения нефти К_выт рассчитывают по формуле:

К_выт = (К_нн - К_он) / К_нн ,

где К_выт - коэффициент вытеснения нефти водой, доли ед.;

К_нн - начальная нефтенасыщенность, доли ед.;

К_он - остаточная нефтенасыщенность, доли ед.

Таблица - Результаты экспериментальных работ

№ образца Проницае-мость,
К·10^-3мкм² Порис-тость,
% Остаточная
водонасы-щенность,
% Остаточная
нефть
до воздействия,
% Остаточная
нефть
после
воздействия,
% Коэф-т
вытеснения
до
воздействия,
% Коэф-т
вытеснения
после
воздействия,
% 1 1,44 16,0 42,4 30,7 29,6 47,0 49,0 2 1,48 15,0 42,3 32,5 30,2 44,0 48,0 3 2,41 17,8 45,8 30,6 29,2 43,0 46,0 4 2,86 17,2 46,0 30,3 28,6 44,0 47,0 5 6,04 18,0 42,1 31,9 29,6 45,0 48,0 6 242,10 22,2 27,0 35,0 30,3 51,0 58,6 7 666,70 23,2 23,1 36,0 31,6 54,0 59,0 8 846,60 31,0 24,0 37,0 31,9 52,0 58,0 9 1160,70 35,1 24,1 35,0 31,9 54,0 58,0 10 2322,00 34,3 24,0 36,0 31,6 53,7 58,4

Способ определения влияния акустического воздействия с использованием негармонических волн различной частоты на образцы горных пород значительно повышает точность определения объёма вытесненной нефти и коэффициента вытеснения нефти при применении акустического воздействия в нефтяных скважинах при добыче нефти.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при определении влияния акустического воздействия на терригенные породы. Техническим результатом является повышение извлечения дополнительного количества нефти из образцов керна при воздействии на них акустических волн различной частоты. Заявлен способ определения влияния акустического воздействия на вытеснение нефти, включающий отбор образцов горных пород, выпиливание параллельно напластованию цилиндрического образца, экстрагирование образца спиртобензольной смесью, определение его газопроницаемости и пористости, моделирование начальной нефтенасыщенности посредством насыщения образца керосином под вакуумом, затем образец устанавливают в кернодержатель и проводят донасыщение образца моделью пластовой нефти, прокачивая ее через образец до стабилизации его проницаемости по нефти. Далее осуществляют вытеснение модели нефти моделью воды, применяемой при заводнении, со скоростью закачки, применяемой при поддержании пластового давления до полного обводнения выходящей из образца жидкости. Определяют объём вытесненной нефти объёмным способом в мернике и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти без акустического воздействия. Затем осуществляют закачку в образец с остаточной нефтью вытесняющей воды при акустическом воздействие волнами с негармоническими колебаниями и частотами от 100 до 17000 Гц, после чего также объемным способом в мернике определяют объем дополнительно вытесненной нефти и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти при акустическом воздействии. Затем вынимают образец из кернодержателя, экстракционно-дистилляционным способом определяют содержание остаточной нефти и осуществляют расчёт коэффициента вытеснения нефти с учетом остаточной нефтенасыщенности образца. По результатам расчета коэффициентов вытеснения нефти на всех этапах эксперимента при сравнении их значений определяют влияние акустического воздействия на вытеснение нефти. 1 табл.

Способ определения влияния акустического воздействия на вытеснение нефти, включающий отбор образцов горных пород, выпиливание параллельно напластованию цилиндрического образца, экстрагирование образца спиртобензольной смесью, определение его газопроницаемости и пористости, моделирование начальной нефтенасыщенности посредством насыщения образца керосином под вакуумом, затем образец устанавливают в кернодержатель и проводят донасыщение образца моделью пластовой нефти прокачивая ее через образец до стабилизации его проницаемости по нефти, далее осуществляют вытеснение модели нефти моделью воды, применяемой при заводнении, со скоростью закачки, применяемой при поддержании пластового давления до полного обводнения выходящей из образца жидкости, определяют объём вытесненной нефти объёмным способом в мернике и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти без акустического воздействия, затем осуществляют закачку в образец с остаточной нефтью вытесняющей воды при акустическом воздействиии волнами с негармоническими колебаниями и частотами от 100 до 17000 Гц, после чего также объемным способом в мернике определяют объем дополнительно вытесненной нефти и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти при акустическом воздействии, затем вынимают образец из кернодержателя, экстракционно-дистилляционным способом определяют содержание остаточной нефти и осуществляют расчёт коэффициента вытеснения нефти с учетом остаточной нефтенасыщенности образца, а по результатам расчета коэффициентов вытеснения нефти на всех этапах эксперимента при сравнении их значений определяют влияние акустического воздействия на вытеснение нефти.