專利名稱：產(chǎn)油層處理方法及用于實施該方法的油井設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油天然氣開采工業(yè)，可以在下列情況下用于提高油井生產(chǎn)力和調整流體剖面及加速性的強化作業(yè)過程中，即:儲集層滲透率不足，鉆探之后油井還沒有得到充分利用，因各類殘渣和焦油沉積造成的儲集層的空隙和通道受到容積污染的情況下。
背景技術：
已知的處理產(chǎn)油層的方法是向油層注入各種工藝液體-溶劑和礦物儲油層構造轉換器，用作這些工藝液體-溶劑和礦物儲油層構造轉換劑的有基于各種化學試劑制成的溶液(專利號2055983，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:93年7月5日，
公開日期:96年3月10日；專利號2173383，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:00年10月2日，
公開日期:01年9月10日；專利號2070963，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:92年9月18日，
公開日期:96年12月27日；專利號2004783，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:91年7月18日，
公開日期:93年12月15日)。上述處理方法的效率不夠，而且在井眼周圍的油層地帶過濾通道的增長不足且在處理過程中不能隔斷化學反應產(chǎn)品的情況下，所述效率還會因條件復雜化而急劇下降。還已知處理井眼周圍的油層地帶的方法，其中為了轉換儲集層構造、在巖石油層形成新的過濾通道和縫隙，建議在油井液體中形成壓力脈沖(專利號2191259，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/263，申請日期:00年12月8日，
公開日期:02年10月20日；專利號2209960，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:97年2月18日，
公開日期:97年11月10日；專利號2091570，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E21B43/27，申請日期:96年9月30日，
公開日期:96年8月27日；專利號2065949，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號43/263，申請日期:92年9月9日，
公開日期:96年8月27日，美國專利號4548252，分類號E21B 43/263)。上述方法的不足在于巖石油層構造在復雜條件下的轉換效率低，因為它受到了作用的一次性限制，而且可控性差。在井眼周圍的油層地帶和油層中污染最重的區(qū)域內不能凈化多孔介質和形成新的過濾通道，當提高所形成脈沖的振幅時，在滲透最厲害的部位作用也會受限，因為在這些部位新的通道-縫隙會有很高的概率移向無生產(chǎn)效能而且浸水的區(qū)域，產(chǎn)生損壞油井結構構件的危險。從技術實質上講最接近的產(chǎn)油層處理方法是，其中為了形成新的縫隙和/或增大現(xiàn)有的縫隙依次進行循環(huán)增加壓力-降低壓力作用，同時注入工藝液體，例如石油和/或化學反應溶液，例如鹽酸，以便在循環(huán)或排出階段沖洗油井。在此過程中，所有作業(yè)都由相對所處理油層段安裝的彈性振蕩器通過波作用實施(專利號2258803，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E 21 B 43/25，E 21 B 43/27，申請日期:04年4月14日，
公開日期:05年8月20日，B.M.No 23)。在所述方法中實現(xiàn)的循環(huán)增加壓力-降低壓力作用作業(yè)，加上注入工藝液體，在彈性振蕩的同時作用下，可以在凈化現(xiàn)有過濾通道、增大現(xiàn)有縫隙、進行沖洗并將污染物和反應產(chǎn)物排出表面方面提高對油層的作用效率。
但是因為要確保井眼周圍油層地帶的自由過濾，同時在縫隙和油層層向達到較高的波及系數(shù)，在井眼周圍的油層地帶定向轉換巖石儲油層的效率并不夠高。通過彈性振蕩進行的波作用調節(jié)功能也沒能得到足夠有效的利用。清潔井眼周圍油層地帶儲集層的縫隙通道及縫隙，主要集中在已經(jīng)存在的過濾流區(qū)域，而新的裂隙的增加效率則很小。如果缺少控制構件，在油層巖石構造最“薄弱”的區(qū)域，作用就會受限，首先引發(fā)已經(jīng)現(xiàn)有的縫隙的清潔、擴大和增加，這樣經(jīng)常導致增加過濾流的各向異性和工藝液體-試劑沿高滲透通道向無生產(chǎn)效能區(qū)的漂移。這一不足特別明顯地表現(xiàn)在開采多孔裂縫性構造的碳酸鹽油層的油井的處理上。還已知用于處理井眼周圍的油層地帶的油井設備(專利號2175718，俄羅斯聯(lián)邦，國際專利分類號E 21 B 43/25，申請日期:97年4月28日，
公開日期:99年4月27日，B.H.No 12)，所述設備包含噴射泵，其殼體安裝在封隔器的管筒上，有通道通過封隔器，包含過濾器-聯(lián)軸節(jié)，其有閥門-繼電器和流量調節(jié)器，還包含水散熱器一低頻流量自振蕩器，其安裝在打孔層段層面上管端的封隔器下。所述設備可保證噴射泵和流體動力振蕩器在一定的水動力方式下同時不間斷周期性作業(yè)，能夠使彈性振蕩在油層有足夠深的降低壓力時通過油井對產(chǎn)油層介質發(fā)生作用，向油層注入試驗液。但是在形成新的裂隙和增加新的過濾通道并涵蓋油層所有縫隙及容積方面，特別是在滲透率下降及油層非均質的情況下，作用效率不夠。

發(fā)明內容
本發(fā)明的基礎問題是提高作用效率和井眼周圍的油層地帶與油層礦物介質定向轉換的效率，其方式是創(chuàng)造最為有利的條件以便向油層傳遞彈性振蕩能量，增大油層整個容積的深隙及過濾通道網(wǎng)絡，在滲透下降的區(qū)域引發(fā)凈化和形成裂縫的過程，并在強化時在這里引發(fā)介質試驗轉換過程，通過對縫隙和和油層層向的有效作用增大范圍，擴大本方法和設備的功能。所述問題的解決方案是，所述產(chǎn)油層處理方法包含向油層周期性輪流進行增加壓力作業(yè)和降低壓力作業(yè)，其中在進行增加壓力作業(yè)的同時向油層注入工藝液體，在降低壓力作業(yè)時引起回流，以及流體動力振蕩器的彈性振蕩對所處理介質的波作用，其中流體動力振蕩器安裝在油井中對著生產(chǎn)層段的位置，根據(jù)本發(fā)明，在所述方法中，在一個周期中可調節(jié)形成增加壓力和降低壓力的量和/或速度，并在隨后對其進行增大，按幅頻參數(shù)進行可控定期波作用，同時在油井液體中周期性形成液壓沖擊脈沖，在此過程中，監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和形成裂縫的發(fā)展情況，在此基礎上在反饋方式下確定和指定隨后增加壓力和降低壓力周期的調節(jié)參數(shù)、波作用參數(shù)以及所述周期的時長。其中，在本發(fā)明的最佳實施例中，適宜的是:—定期波作用，在油層介質與油井有流體動力聯(lián)系時匹配油井-油層系統(tǒng)內振蕩器的激勵參數(shù)與油層介質的過濾容積及彈性參數(shù)；——當形成增加壓力和降低壓力的量和/或速度連續(xù)增加時，根據(jù)油層介質的過濾容積參數(shù)確定和指定其最小值；—根據(jù)對所記錄工作面的壓力落差及液體流量的變化的記錄和計算機分析，監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和裂縫形成的發(fā)展情況；
——在調節(jié)降低壓力和增加壓力周期參數(shù)時，記錄和分析油層來的聲波發(fā)射信號或電磁發(fā)射信號，對它們進行實時分形分析；——在開始實施方法時，以及根據(jù)增加壓力和降低壓力周期的進程定期對井眼周圍的油層地帶進行流體動力測試，在監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和形成裂縫的發(fā)展情況時將其結果考慮在內；——在提高增加壓力速度和增加壓力量時，至少在一個周期內，使工藝液體的注入壓力和注入速度達到油層的壓裂參數(shù)；——至少在降低壓力的一個周期末尾在油井內形成液體的循環(huán)，同時將液體流排向表面；——用作工藝液體的有水、表面活性物質溶液、循環(huán)水油乳狀液、酸液、聚合物、碳氫溶劑、載熱體；——在一個增加壓力周期內，在波作用的同時，向被處理的油層介質注入壓縮液體，并在形成脈沖降低壓力的時候將其抽出，此時用作壓縮液體的有氣液混合物、水油乳狀液、泡沫、化學試劑；—可壓縮液體直接在處理過程中在向油層注入工藝液體時形成，此時輸入液體的氣體可以用碳酸氣體、碳氫氣體、氮氣、空氣、井口設備內燃機的排氣或其混合物，或者使用試驗工藝液體與巖石儲油層化學反應形成的氣體；——在有吸收存在時向油層介質注入隔離液作工藝液體；——在控制波作用幅頻參數(shù)時在油層內激勵0.1-800HZ的彈性振蕩，振動加速度
和偏移參數(shù)分別不小于0.05*g和其中，g——自由落體加速度值(m/s2)，J——介質多孔通道特性直徑(m)；——在控制波作用幅頻參數(shù)時在油層激勵多頻彈性振動，其主頻組范圍在
0.1-1800HZ，此時在處理過程中記錄油層介質來的地震聲波發(fā)射信號，根據(jù)對該發(fā)射信號的分析確定多頻作用的主頻。所述問題的解決方案還有，已知油井設備，其包含安裝在管筒封隔器上的噴射泵、位于封隔器下方與注入管路通過封隔器溢流通道相聯(lián)的具有諧振變換器的流量流體動力振蕩器，根據(jù)本發(fā)明，所述油井設備配有液壓沖擊設備，其位于噴射泵進氣管路封隔器的下方，而與流量流體動力振蕩器輸出端相通的諧振變換器制成管狀，其管腔的彈性可調，且其下端安裝在打孔層段層面上，這時在井口的注入管路和回流管路設置流量-壓力參數(shù)的調節(jié)和測量傳感器。在最佳實施例中，液壓沖擊設備可以安裝在帶有進氣口的殼體的管筒上，其內部放置具有中央溢流通道的柱體，能夠軸向位移，但受彈性件限制，溢流通道配有閉塞件，形狀是帶有鞍形座的小球，以及旁側溢流通道。液壓沖擊設備還可以安裝在有進氣口的殼體的管筒上，其內部放置具有不同截面積溢流通道的柱體和活塞，其中活塞可以軸向位移，但受彈性件限制。在最佳實施例中還適宜給諧振變換器配氣孔，其同軸配置于彈性外殼的管內，填充惰性氣體或空氣。諧振變換器的型式可以具備在井底安裝支架的能力。封隔器下可以放置壓力、溫度和聲參數(shù)測量傳感器，其與測量分析設備相聯(lián)。
所建議的方法和設備與現(xiàn)有方法和設備的區(qū)別性特征決定了井眼周圍的油層地帶以及油井間區(qū)域油層地帶介質的處理具有新的質量，這種質量不僅涉及有效地清理油層介質可滲透過濾通道夾雜的污染和自然污染，也涉及形成新的縫隙通道，通過對油層縫隙和油層層向的作用擴大油層范圍，以確保油井有最佳的石油流入，而且在一定條件下也是為了提高油田的儲備石油輸出量。所建議發(fā)明的實質如下。在油田開采的所有階段，在井眼周圍和油井間區(qū)域的產(chǎn)油地質環(huán)境的過濾狀態(tài)都在不間斷地發(fā)生變化。本身開采碳氫化合物的過程——油井、從地下油層抽出石油、注入大量的置換物——都會引起油層礦物介質所在狀態(tài)的劇烈擾動，使其偏離自然狀態(tài)。發(fā)生負面變化的情況有:在打鉆和油井的過程中，在油井液和挖掘巖石的壓力場的影響下，以及在滲透通道被夾雜的機械、泥渣顆粒、石蠟、樹脂、石油氧化聚合產(chǎn)品污染的情況下。在復雜的開采條件下，不能完全掌握油井會引發(fā)重要問題，這時開發(fā)的油層厚度內只有最可滲透的間層或碳酸鹽油層的縫隙可以接通作業(yè)。要保證足夠高的石油流入指標，在使用油井的所有階段，從其開發(fā)到油井后，都要對靠近井底區(qū)域的油層介質進行處理。對油層進行增加壓力作業(yè)并向油層注入工藝液體，再向油層進行降低壓力作業(yè)并引起回流，依次循環(huán)進行這兩種作業(yè)，同時利用彈性振蕩對所處理的介質進行波作用，由此得以在處理過程中清理多孔通道并在多孔隙介質中形成新的過濾通道。但是在處理過程中，有可能在打開的縫隙和油層層向方面對井眼周圍的油層地帶介質清理不均勻，而對最易滲透的通道的縫隙的清理則會最占優(yōu)勢，從而產(chǎn)生過濾流的各向異性和工藝液體向沒有生產(chǎn)效能的油層區(qū)域漂移。根據(jù)本發(fā)明建議，要確保新的處理質量，需要從開始處理后的周期內調節(jié)形成增加壓力和降低壓力的量和/或速度，此時根據(jù)具體的地質物理條件選擇它們的初始量為最小，接下來，在隨后的周期內，隨著增長，根據(jù)幅頻參數(shù)對波作用進行可控調節(jié)。在這些條件下，周期性形成的對油井底的液壓沖擊脈沖可保證同時定向改變儲集層縫隙-多孔介質結構及其可滲透性的協(xié)同效應——在指定的油井周圍的環(huán)形區(qū)域，同時工藝液體達到飽和，在多孔通道內發(fā)生壓力提高和消除的過程，并在油層厚度范圍內出現(xiàn)新的介質斷裂，保證了最有效地清理所述環(huán)形區(qū)域，向油井排出堵劑和反應產(chǎn)物。在限制壓力梯度和過濾速度并指定形成循環(huán)應需的時間時，以及控制波作用幅頻參數(shù)時，油井周圍環(huán)形區(qū)域的工藝液體會達到飽和，并且完全覆蓋油層打開的裂縫，因為在上述條件下在清理和形成裂縫過程的同時不同滲透率區(qū)域的過濾速度得到了平衡。因而，在油層整個厚度上的環(huán)形區(qū)域都有質量地開始了新的清理過程，在均勻飽和的同時改變著滲透率。在下一個處理周期壓力梯度會增大，因為注入工藝液體時已經(jīng)增大了過濾半徑，則過濾面積會乘方增長，重新實現(xiàn)上述全新的有效飽和和形成裂縫的過程。結果依次進行了清理，圍繞油井，沿半徑增加的井眼周圍油層地帶的環(huán)形區(qū)域的構造發(fā)生了良性的過濾變化，從礦物巖石油層結構的縫隙和孔內抽出液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)的天然堵劑和反應產(chǎn)物，并在每個下一循環(huán)中增大過濾面積和處理半徑。同時也在厚度上得到了高范圍的產(chǎn)油層，并實現(xiàn)了作用的大深度。達到所述新效應的必要條件是對油層介質中過濾過程和縫隙形成的發(fā)展情況進行連續(xù)的實時監(jiān)測。始終記錄工藝液體的動態(tài)壓差和流量并進行計算機分析，可以在每個循環(huán)確定并指定達到過濾變化的反饋方式下的調節(jié)和控制參數(shù)，它們能夠確保達到上述全新的結果。在最佳實施例中，根據(jù)幅頻參數(shù)控制進行定期波作用，用油井系統(tǒng)內的振蕩器匹配油層介質與油井流體動力聯(lián)系中的激勵參數(shù)和油層介質中的過濾-容積參數(shù)及彈性參數(shù)。能夠激勵油井系統(tǒng)內液體流量和壓力振蕩的流體動力振蕩器的工作方式——在封隔器下套管內的油井液體容積內，套管通過打孔通道和多孔通道以及縫隙與飽和油層介質流體相聯(lián)一在很大程度上不僅取決于填充該油井容積的液體介質的彈性，也取決于井眼周圍油層地帶的過濾通道的彈性容積。在油井底的具體條件下，當改變工作液體供送管路的流量-壓力參數(shù)時，可能達到激勵的諧振方式，此時流體動力振蕩器輸出端和將油井液體與混合介質連起來的液壓通道中的流量和壓力振蕩同步發(fā)生，極大地增大了油層波能量的輻射效率，并在所處理介質中達到了必要的門限-動力參數(shù)值，該值可確保所申請的結果。為了擴大調節(jié)范圍和達到激勵的諧振方式，建議調節(jié)油井介質的彈性，并將被氣體填充的腔引入與流體動力振蕩器輸出端相連的諧振變換器。為確保實施波作用時的最大結果，還在油層中激勵多頻彈性振蕩，其主頻組范圍在0.1-1800HZ，它們是根據(jù)油層介質地震聲波發(fā)射信號的記錄和分析結果確定的。此時在礦物介質結構分層的所有基本層面都開始過濾過程、解堵和形成縫隙，并且介質的轉換具有最大強度。因為在所申請的設備作業(yè)時實現(xiàn)所申請的方法，所以有關作業(yè)和方法實施的說明見油井設備工作說明書中的描述。所建議的設備允許通過油井輪流實施循環(huán)作業(yè):對油層增加壓力作業(yè)并注入工藝液體和對油層降低壓力作業(yè)并引起回流。在此過程中在對油層介質通過彈性振蕩進行定期波作用的同時，在油層層段的油井液體中周期性形成液壓沖擊脈沖。設備包含新的構件，可以用來根據(jù)流體動力振蕩器工作的流量-壓力特性控制方式匹配激勵振蕩的幅頻參數(shù)和油井與油層系統(tǒng)的彈性參數(shù)，控制和調節(jié)在周期內形成增加壓力和降低壓力的的速度及時間值，以及從處理開始形成液壓沖擊脈沖的參數(shù)，在此過程中所有初始值的選擇和設定根據(jù)具體的地質物理條件為最小，而接下來則在后續(xù)循環(huán)中逐步增大。


本發(fā)明的優(yōu)勢以及特點通過其實施的最佳實施例和附圖可以說明，其中:圖1所示為油井構架系統(tǒng)內的設備工作構件及其安裝在放入油井內的管上的地下部分的縱剖面。圖2所示為液壓沖擊設備的最佳實施例的縱剖面。圖3所示為井底壓力和溫度示意圖。圖4所示為方法實施各階段程序控制系統(tǒng)獲得的噪聲測量示意圖。圖5所示為在實施本方法之前和之后獲得的油井流量測量結果。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)勢以及特點通過其實施的最佳實施例和附圖可以說明，其中:
用于實施所申請產(chǎn)油層處理方法的油井設備(圖1)由放入油井內管I的升降套管上的噴射泵2、帶有錨的封隔器3、液壓沖擊設備4、流體動力振蕩器5以及井口部分構成，其中流體動力振蕩器5有諧振變換器6，其有氣孔7。通過封隔器和液壓沖擊設備引中央管8，沿管I連接工作液體供送管路和流體動力振蕩器5。在井口與泵組的構架系統(tǒng)內從油井的管間空間分出工作液體的回流管路9、供電線路10，其接通放下的管I的升降套管。在回流管路9和供電線路10上安裝壓電傳感器11、應變傳感器12、13和流量傳感器14，它們與帶有測量分析系統(tǒng)16的數(shù)據(jù)收集和控制臺15連接。液壓沖擊設備4的殼體(圖2)安裝在中央管8上，其包括噴射泵環(huán)形流動進氣管路17。其中有進氣口 18、溢流通道19、20和動態(tài)閉塞件:有鞍形套管22的小球21，其可受彈性件23的彈簧作用。實施方法如下。在選擇用來實施處理的油井上進行對產(chǎn)油層施加作用的預先準備作業(yè)，計劃用于放置技術設備、泵組和鋪設線路的區(qū)域。檢查油井的技術狀態(tài)，確定所開油層層段的地質物理特性、其容積和過濾參數(shù)、流入量剖面、進水間隔，對油井產(chǎn)品取樣，利用地質物理法判斷產(chǎn)油層的響應度及其與增壓的關系，確定油井工作方式的最新當前資料及其結構，如有必要，沖洗油井，對產(chǎn)油層補充打孔。根據(jù)操作規(guī)程進行所有必要作業(yè)，選擇并準備必要的工作液體和化學試劑，用所需技術設備、計算機測量和分析系統(tǒng)裝備井口。利用現(xiàn)有的或借助實驗室研究獲得的油層介質彈性容積參數(shù)，確定振動偏移和加速度的方式參數(shù)，以便有效控制振動波作用參數(shù)并形成沖擊脈沖，從而清理井眼周圍油層地帶的多孔介質并在其中形成微隙。在油井內的泵-壓縮機管I上放下由噴射泵2、有錨的封隔器3和液壓沖擊設備4組成的裝配件，其中中央管8穿過封隔器3，液壓沖擊設備4安裝在管上位于封隔器下方，在流體動力彈性振蕩器5的輸入端，其有諧振變換器6，其下端與產(chǎn)油層段層面定位。在裝配件中還添加必要的測量傳感器和儀表11-14，并沿管路向井口至數(shù)據(jù)收集和控制臺15以及測量分析系統(tǒng)16鋪設電纜，必要時安裝自主式深度儀，例如，深度壓力溫度計。在井口，流向下降管的工作液體注入管路及其沿油井管間空間的回流管路的環(huán)形閘門，可以配備自動化調節(jié)器和流量及壓力測量儀?；亓鞴苈?和供電線路10與泵組聯(lián)系在一起，從它們向有工作液體的工藝容積引出排放管道。必要時向液體供送線路的泵壓縮機管10插入專用的套接管，其有氣體噴嘴，有連接到供氣源的氣體管路，例如連接到標準泵技術設備的廢氣輸出系統(tǒng)。利用現(xiàn)有的有關油井的地質行業(yè)數(shù)據(jù)和專用計算機程序的井口技術設備參數(shù)，確定油井噴射泵、流體動力振蕩器和井口噴射器工作組件的必要最佳幾何參數(shù)，并在其放入油井前進行組裝時調試上述組件。此時，為確保油井系統(tǒng)內振蕩發(fā)生器激勵參數(shù)與油層介質彈性參數(shù)的匹配，考慮到油層介質的屬性及其與油井液壓聯(lián)系的參數(shù)，計算流體動力振蕩器和諧振變換器腔內的規(guī)范氣體壓力，確定調整工作液體供送流量-壓力特性的工作范圍，以確定振蕩的諧振激勵方式并在設定的油井周圍的區(qū)域內達到所需的振動偏移能量參數(shù)和加速度參數(shù)。相應準備振蕩器組件和諧振器組件以便將其放入井中。利用謝爾卡切夫公式[B.H.謝爾卡切夫，B.B.拉普克.地下液壓裝置——莫斯科-列寧格勒:國家石油和礦物燃料文獻科技出版社，1949，525頁]，根據(jù)現(xiàn)有關于工藝液體密度和壓縮性、油層礦層深度、多孔性、滲透性、油層介質壓電導性的數(shù)據(jù)，通過計算機計算針對油井處理初始周期油層增加壓力時間周期能夠達到最小作用半徑的井底壓力壓差的形成方式。接下來在啟動泵組的同時向泵壓縮機管沿管路10注入工藝液體。開始向油層注入工藝液體的初始周期。從井口流入的工藝液體，經(jīng)封隔器的中央管8流向流體動力振蕩器5，通過打孔通道進入油層。此時，根據(jù)獲得的計算數(shù)據(jù)，通過注入管路10和回流管路9上的調整傳感器11-13上的測量分析系統(tǒng)16和數(shù)據(jù)收集和控制臺15形成給定增加壓力的初始水平。在此過程中一定部分(足夠大的)的液體流量，經(jīng)有諧振變換器6的振蕩器，進入設備的輸入端以便形成液壓沖擊脈沖4并進一步經(jīng)噴射泵2的混合室沿管間空間到井口。自動測量分析系統(tǒng)給出這種通過振蕩器5和諧振變換器6的壓送液體的壓力-流量方式，其在油井油層系統(tǒng)內的振蕩器和液體的振蕩匹配范圍內。在油層層段上，在油井液體內產(chǎn)生流量和壓力的規(guī)律振蕩，并向油層介質有效傳遞波能量。當液體流流過液壓沖擊設備4 (圖2)時，在通過環(huán)形進氣管路17的流量有一定的增加的情況下，如果小球21落入鞍形套管22，則在通過進氣口 18進入的液體流的通道19內會發(fā)生階躍式的閉塞，在封隔器下的管間液體容積內形成逆向液壓沖擊。之后當鞍形套管22向彈簧23壓縮方向位移時旁側溢流通道20打開，通道內的壓力均衡，在鞍形套管的彈簧23的作用下小球21回復初始狀態(tài)。上述過程周期性重復，形成進入油層介質的液壓沖擊脈沖。過濾引入工藝液體的同時，所有開采的油層層段的介質都在裂縫。根據(jù)數(shù)據(jù)收集和控制臺15和測量分析系統(tǒng)16的指令形成增加壓力的時間周期結束后更換工作方式——對注入管路10和回流管路9的流量-壓力參數(shù)進行必要的改變以確保接通噴射泵2的工作，指定的增加壓力方式更換為向油層形成降低壓力的方式。這時會從油層介質向油井發(fā)生液體的流入。對整個油層層段的打孔通道和縫隙進行清理。從油層流出的液體進入液壓沖擊設備4的輸送孔18，然后通過封隔器3進入噴射泵2的混合室，在那里與噴嘴液體混合，得到升到井口進入回流管路9的必要壓力。利用通向流體動力振蕩器的中央管8調節(jié)流量的能力，還可以在形成可調節(jié)降低壓力時實現(xiàn)流體動力振蕩器5和液壓沖擊設備4在工作方式下的功能。介質過濾轉換的質量會急劇增加。監(jiān)測油層介質中過濾過程和形成裂縫的發(fā)展情況，根據(jù)傳感器的信號及反饋方式下對它們的計算機處理設定并以相似的方式實現(xiàn)本方法后續(xù)周期內的增加壓力和降低壓力方式，這時總是選擇這種形成增加壓力和注入的方式，以使井底的壓力在升高過程中達到受油層當前過濾性質決定的某個局部值。在此過程中，隨著油井附近油層介質的當前過濾特性和彈性容積的變化，通過程序控制系統(tǒng)的工作，不斷修正注入管路10和回流管路9的液體流通的壓力-流量特性調節(jié)范圍，并通過測量傳感器和井口儀表11、12、13進行信號控制。在工作液體注入或流出油層介質時維持振蕩器5的激勵方式與工作液體振蕩的匹配。在引發(fā)回流的過程中，當接通噴射泵2工作時，注入的工藝液體被抽出，同時提高了井眼周圍油層地帶污染物的排出，工藝液體被送向井口的槽形容積。在每個處理周期后評估油井的接收性。當達到設計指標或在處理循環(huán)過程中接收性的變化達到穩(wěn)定時停止處理。方法的實施例為了按照井眼周圍油層地帶的儲油層處理方法進行作業(yè)，選擇在1597.0-1609.0m的深度區(qū)間開采的出油井，油層D3_fm，它是微縫多孔隙變體的產(chǎn)油層，埋藏在Famenne層密實的結晶石灰?guī)r中，多孔度10%，平均滲透率0.02 μ km2。當前工作面1592m。當前液體流量2.3立方米/晝夜，產(chǎn)物的含水量22.5%，動水位1145m,油層壓力13.7Mpa。油層石油密度911kg/m3，油氣比13m3/t。全面壓縮模E*10_4 = 4.263Mpa，泊松系數(shù)σ = 0.26。油井用146mm的使用套管加固，壁厚7.75mm。在進行完準備工作、沖洗、給工作面打線、制造套管樣板后，在直徑為73mm(2.5”)的泵壓縮機管的套管上放下 配有“石油工程”公司(ΗΠΠ)工藝系統(tǒng)設備的組合件一依次為:裝有深度壓力溫度計的套接管，配備帶有諧振變換器的Γ JI2B-20流體動力振蕩器的組件，其中氣孔內填充氮氣，帶有液壓沖擊設備的組件，封隔組件(封隔器ΠΡΟ-ΗΜΟ-Η Γ+1根泵壓縮機管)。按照放射性測井和聯(lián)軸節(jié)定位器定位，將諧振變換器的末端安裝在1603m的深度上。將井口與2臺泵組C M H-31聯(lián)系在一起。將油井內的液體容積更換為石油。在油井套管上連接“石油工程”(ΗΠΠ)公司的測量分析系統(tǒng)，以記錄和分析注入管路和回流管路上的井口壓力和流量(應變傳感器JIX-412、JIX-417，流量計C ο B a-3 T)、井底壓力和溫度(K C AA/7)以及油層沿套管來的聲信號，該系統(tǒng)包括應變傳感器J1X-410、傳感器KCA A/7、JIH-3-M1和flH-4-Ml型以及AP48、ΒΠΙΒ-003-Μ3和JI T P 22壓電轉換器，信號前置放大器、Ε-330模數(shù)轉換器、內置專用程序的Intel Pentium-M處理器的計算機。在井口設備上安裝ASC0、K Π T (15 K μ 892 π 1Μ)流量自動調節(jié)傳感器。開始實施在油層介質激活內部清理、多孔介質結構軟化以及在油層整個容積內形成裂縫過程的擴展方法。為此在增加壓力-降低壓力改變井底壓力的同時，必須在介質中形成具有頻率能量方式的彈性振蕩，它可根據(jù)給定的振動加速度和振動偏移I確定。此時要達到發(fā)明人所述的方法的作用效果，振動加速度和偏移的規(guī)范參數(shù)計算為4 =0.3g和f 0.2 J，g—自由落體加速度值(m/s2)，d—介質多孔通道特性直徑，它根據(jù)滲透系數(shù)k和多孔性m利用科佳霍夫(Φ.M.K ο τ η X ο B)公式計算:
權利要求
1.一種處理產(chǎn)油層的方法，其包括對油層依次循環(huán)進行增加壓力作業(yè)和降低壓力作業(yè)以及利用流體動力振蕩器對被處理的介質進行彈性振蕩波作用，其中增加壓力作業(yè)時向油層注入工藝液體，降低壓力作業(yè)時引起回流，流體動力振蕩器安裝在油井內對著產(chǎn)油層段的地方，其特征在于，調節(jié)循環(huán)內形成增加壓力和降低壓力的量和/或速度，并隨之將其增大，按照幅頻參數(shù)進行可控的定期波作用，同時在油井液體中周期性形成液壓沖擊脈沖，在此過程中監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和形成裂縫的發(fā)展情況，在其基礎上在反饋方式下確定并指定后續(xù)增加壓力和降低壓力循環(huán)中的調節(jié)參數(shù)、波作用參數(shù)以及所述循環(huán)的時間。
2.權利 要求1所述的方法，其特征在于，進行定期波作用時匹配油井油層系統(tǒng)內的振蕩器激勵參數(shù)和油層介質與油井有流體動力聯(lián)系時的油層介質過濾容積及彈性參數(shù)。
3.權利要求1所述的方法，其特征在于，當形成增加壓力和降低壓力的量和/或速度依次增長時，根據(jù)油層介質過濾容積參數(shù)確定和指定它們的最小初始值。
4.權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)連續(xù)的記錄和對記錄的井底壓差及液體流量變化的計算機分析監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和形成縫隙的發(fā)展情況。
5.權利要求1所述的方法，其特征在于，在調節(jié)降低壓力和增加壓力循環(huán)參數(shù)時，記錄和分析油層來的聲波發(fā)射信號或電磁發(fā)射信號，對它們進行實時分形分析。
6.權利要求3所述的方法，其特征在于，在開始實施本方法的時候，以及在周期性的增加壓力和降低壓力的進度中，對井眼周圍的油層地帶進行流體動力測試，在監(jiān)測油層介質中過濾過程、解堵和縫隙形成的發(fā)展情況時將其結果考慮在內。
7.權利要求1所述的方法，其特征在于，在提高增加壓力速度和量時，至少在一個循環(huán)中，使注入工藝液體的壓力和速度達到油層的壓裂參數(shù)。
8.權利要求1所述的方法，其特征在于，至少在一個降低壓力周期的最后形成液體在油井內的循環(huán)，并向地面排出液體流。
9.權利要求1所述的方法，其特征在于，用作工藝液體的有水、表面活性物質溶液、循環(huán)水油乳狀液、酸液、聚合物、碳氫溶劑、載熱體。
10.權利要求1所述的方法，其特征在于，至少在一個增加壓力循環(huán)中，在波作用的同時，向被處理的油層介質注入壓縮液體，隨后在形成脈沖降低壓力時將它們抽出，在此過程中用作壓縮液體的有氣液混合物、水油乳狀液、泡沫、化學試劑。
11.權利要求10所述的方法，其特征在于，壓縮液體就在處理過程中在向油層注入工藝液體時形成，這時用來輸入液體中的氣體有碳酸氣體、碳氫氣體、氮氣、空氣、井口設備內燃機的排氣或其混合物，或者使用試驗工藝液體與巖石儲油層化學反應形成的氣體。
12.權利要求1所述的方法，其特征在于，在有吸收存在時向油層介質注入隔離液作工藝液體。
13.權利要求1所述的方法，其特征在于，在控制波作用的幅頻參數(shù)時，在油層內激勵0.1-800HZ的彈性振蕩，振動加速度和偏移參數(shù)分別不小于0.05*g和0.05*J-，其中，g——自由落體加速度值(m/s2)，J——介質多孔通道特性直徑(ym)。
14.權利要求1所述的方法，其特征在于，在控制波作用的幅頻參數(shù)時，在油層激勵多頻彈性振動，其主頻組范圍在0.1-1800HZ，此時在處理過程中記錄油層介質來的地震聲波發(fā)射信號，根據(jù)對該發(fā)射信號的分析確定多頻作用的主頻。
15.用于處理井眼周圍油層地帶的油井設備，其包括安裝在封隔器管筒上的噴射泵，位于封隔器之下與注入管路通過封隔器溢流通道相聯(lián)的有諧振變換器的流量流體動力振蕩器，其特征在于，其裝配的液壓沖擊設備位于封隔器下方噴射泵的進氣管路，與流量流體動力振蕩器輸出端相通的諧振變換器制成管狀，其管腔的彈性可調，且其下端安裝在打孔層段層面上，這時在井口的注入管路和回流管路設置流量-壓力參數(shù)的調節(jié)和測量傳感器。
16.權利要求15所述的油井設備，其特征在于，液壓沖擊設備是安裝在管筒上的殼體，它有進氣口，其內部放置具有中央溢流通道的柱體，能夠軸向位移，但受彈性件限制，溢流通道配有閉塞件，形狀是帶有鞍形座的小球，以及旁側溢流通道。
17.權利要求15所述的油井設備，其特征在于，液壓沖擊設備安裝在有進氣口的殼體的管筒上，其內部放置具有不同截面積溢流通道的柱體和活塞，其中活塞可以軸向位移，但受彈性件限制。
18.權利要求15所述的油井設備，其特征在于，諧振變換器配有氣孔，其同軸配置于彈性外殼的管內，填充惰性氣體或空氣。
19.權利要求15所述的油井設備，其特征在于，諧振變換器的型式可以具備在井底安裝支架的能力。
20.權利要求15所述的油井設備，其特征在于，在封隔器下放置壓力、溫度和聲參數(shù)測量傳感器，它們與 測量分析設備相連。
全文摘要
所述發(fā)明主旨在油井作業(yè)過程中對油層施加波作用。所述方法包括通過注入管路(10)泵送的工藝液體，經(jīng)由一朝向流體動力振蕩器(5)的封隔器(3)的中心管(8)流到油層，其中部分所述流體經(jīng)由帶有一諧振變換器(6)的所述振蕩器流到一設備(4)的輸入端以產(chǎn)生液壓脈沖，進而經(jīng)由一噴射泵(2)的混合室流到井口。通過控制系統(tǒng)(15，16)設定這樣一種注入液體的增壓/耗流方式，其處于所述振蕩器和所述流體的振動在油井-油層系統(tǒng)中能匹配的范圍內。在一段時間的增加壓力之后，根據(jù)所述控制系統(tǒng)的一條指令對所述注入管路(10)和回流管路(9)中的流量-壓力參數(shù)進行必要的改變，以便啟動所述噴射泵(2)。所述增加壓力方式可換成油層降低壓力方式，在這種方式下會發(fā)生從所述油層向所述油井的回流。來自所述油層的所述流體進入所述液壓沖擊設備(4)，接著經(jīng)由所述封隔器(3)流入所述噴射泵(2)和所述回流管路(9)。在此過程中監(jiān)測所述油層介質的當前過濾特性的波動，并根據(jù)自動傳感器進行的信號控制調節(jié)所述流體流動的流量-壓力特性范圍。
文檔編號E21B43/25GK103140649SQ201180035307
公開日2013年6月5日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權日2010年5月19日
發(fā)明者庫茲涅佐夫·奧列格·列昂尼多維奇, 馬尼靈·維亞切斯拉夫·尼古拉耶維奇, 葉廖緬科·尤里·瓦西里耶維奇, 沙里弗靈·里沙德·亞希耶維奇, 蘇菲亞羅夫·馬爾斯·馬格魯佛維奇, 迪布連科·瓦列里·彼得洛維奇 申請人:迪布連科·瓦列里·彼得洛維奇