增產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于激勵(lì)地層的含油或含氣部分的增產(chǎn)方法，所述部分位于注入井或生產(chǎn)井與生產(chǎn)井之間。該方法包括在一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的井口或防噴器下方布置至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置，以用于在一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中傳送機(jī)械波，在一個(gè)或多個(gè)注入井或生產(chǎn)井中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器，以接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的機(jī)械波，將加壓流體從一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井向一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井注入地層內(nèi)，以預(yù)選的頻率范圍或單一頻率致動(dòng)機(jī)械波致動(dòng)裝置，從而將來(lái)自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，通過(guò)多個(gè)機(jī)械波傳感器接收通過(guò)機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的穿過(guò)地層的機(jī)械波，并從由布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像。此外，本發(fā)明涉及一種井下增產(chǎn)系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】增產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激勵(lì)地層的含油或含氣部分的增產(chǎn)(激勵(lì),stimulation)方法以及一種井下增產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)勘測(cè)用于發(fā)現(xiàn)地下礦物儲(chǔ)層如油層、天然氣層、水層等。地質(zhì)方法也可用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)層中的變化，例如由于超過(guò)沉積物的自然壽命地開采礦物所導(dǎo)致的耗盡，該壽命可能是數(shù)年。地質(zhì)研究的有用性取決于定量地測(cè)量和評(píng)估一些與所考慮的礦物的存在直接相關(guān)的巖石物性參數(shù)的地質(zhì)模擬。
[0003]有效地尋找儲(chǔ)油層或儲(chǔ)氣層通常需要用兩維、三維或四維機(jī)械波數(shù)據(jù)(第四維是時(shí)間)使儲(chǔ)層成像?？梢栽诘孛婊蚓惺┘硬⒂涗洐C(jī)械波，地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的精確模型可以通過(guò)處理從這些在地層中的機(jī)械波獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)成。借助于這種數(shù)據(jù)的地層成像是計(jì)算密集型任務(wù)，并且在水下鉆探的井的井下或井口施用機(jī)械波對(duì)于石油和天然氣工業(yè)通常是昂貴并費(fèi)時(shí)的任務(wù)。然而，通過(guò)這樣的測(cè)量獲得的有關(guān)信息可以使從油田回收的油顯著增力口，因?yàn)閷?duì)地層更多的了解可以用于為開采儲(chǔ)層提供策略，因此該方法也具有極大的價(jià)值。
[0004]此外，用于油田增產(chǎn)的地震或機(jī)械波是用于增強(qiáng)從含油礦床回收油的已知的技術(shù)。當(dāng)所述波穿過(guò)地層時(shí)，其導(dǎo)致巖石顆粒以不同的方式移動(dòng)，從而推動(dòng)和拉動(dòng)巖石。
[0005]常規(guī)地，從地面執(zhí)行地震成像。然而，井對(duì)井的成像已經(jīng)證明是更有效的。然而，使用井對(duì)井技術(shù)執(zhí)行這種地層的成像分析在油田中并未廣泛使用，即使它已被證明是有效的。其僅用作少數(shù)選定的井的探測(cè)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足。更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種從儲(chǔ)層提取含油或含氣流體的改進(jìn)的方法。
[0007]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的解決方案能夠完成從以下的說(shuō)明中將變得顯而易見的上述目的以及多個(gè)其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，本發(fā)明涉及一種用于激勵(lì)地層的含油或含氣部分的增產(chǎn)方法，所述部分位于注入井或生產(chǎn)井與生產(chǎn)井之間，所述方法包括以下步驟:
[0008]-在一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的井口或防噴器下方布置至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置，以用于從一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井發(fā)送機(jī)械波，
[0009]-在一個(gè)或多個(gè)注入井或生產(chǎn)井中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器，以用于接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的機(jī)械波，
[0010]-將加壓流體從所述一個(gè)或多個(gè)注入井朝向所述一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井注入到地層內(nèi)，
[0011]-以預(yù)選的頻率范圍或單一頻率致動(dòng)機(jī)械波致動(dòng)裝置，從而使來(lái)自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，
[0012]-通過(guò)多個(gè)機(jī)械波傳感器接收由機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的穿過(guò)地層的機(jī)械波，和[0013]-從通過(guò)布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油的界面的斷層成像。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械波致動(dòng)裝置可以是機(jī)械致動(dòng)手段，其中所述手段是物理實(shí)體而不是流體或化學(xué)物質(zhì)。
[0015]此外，機(jī)械波傳感器可以是機(jī)械波傳感手段，其中所述手段是物理實(shí)體。
[0016]此外，機(jī)械波致動(dòng)裝置可以由加壓流體、炸藥或引爆物、馬達(dá)、化學(xué)組合物或固體燃料致動(dòng)。
[0017]此外，機(jī)械波致動(dòng)裝置可以是井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍。所述槍可以是電磁錘。
[0018]此外，該射孔槍可以是包括非穿孔裝料/炸藥(non-perforating charges)的非穿孔/炸孔槍。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械波致動(dòng)裝置可以被布置在注入井中。
[0020]此外，機(jī)械波傳感器可以被布置在生產(chǎn)井中。
[0021]注入井和/或生產(chǎn)井可以在地層的含油或含氣部分的內(nèi)部或附近。
[0022]所述增產(chǎn)方法還可包括將信息傳送到位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置和至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的用戶，從而使用戶能在將流體注入地層內(nèi)的過(guò)程中監(jiān)測(cè)水、氣體和/或油界面的運(yùn)動(dòng)的步驟。
[0023]在另一實(shí)施例中，水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息可以按時(shí)間順序被傳送。
[0024]此外，上述增產(chǎn)方法還可包括將水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息實(shí)時(shí)傳送至用戶的步驟。
[0025]此外，上述增產(chǎn)方法可以包括控制預(yù)選的頻率范圍或單一頻率的步驟，在所述頻率下，機(jī)械波致動(dòng)裝置根據(jù)由用戶接收的關(guān)于水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息被致動(dòng)，使得當(dāng)水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息顯示地層的被監(jiān)測(cè)部分中的油或氣體的移動(dòng)速度比預(yù)定值慢時(shí)，可增加預(yù)選的頻率范圍或單一頻率，或者當(dāng)水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息顯示地層的被監(jiān)測(cè)部分中的油或氣體的移動(dòng)速度比預(yù)定值快時(shí)，降低預(yù)選的頻率范圍或單一頻率。
[0026]此外，上述增產(chǎn)方法還可包括以下步驟:
[0027]-在多個(gè)外圍注入井和/或生產(chǎn)井中布置多個(gè)用于發(fā)送機(jī)械波的機(jī)械波致動(dòng)裝置，所述外圍注入井和/或生產(chǎn)井環(huán)繞適合于應(yīng)用的至少一個(gè)生產(chǎn)井和/或至少一個(gè)注入井，
[0028]-在至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井中布置至少一個(gè)用于發(fā)送機(jī)械波的機(jī)械波致動(dòng)裝置，所述至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井由多個(gè)外圍注入井或生產(chǎn)井環(huán)繞，
[0029]-將加壓流體從多個(gè)外圍注入井朝向所述至少一個(gè)生產(chǎn)井注入地層，
[0030]-以預(yù)選的頻率范圍或單一頻率致動(dòng)機(jī)械波致動(dòng)裝置，
[0031]-通過(guò)機(jī)械波傳感器接收由多個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的穿過(guò)地層的機(jī)械波，和
[0032]-從通過(guò)布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油的界面的斷層成像。
[0033]此外，上述增產(chǎn)方法可包括以下步驟:
[0034]-將信息傳送到位于外圍注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置和至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的用戶，以使用戶能夠在將流體從外圍注入井注入的過(guò)程中監(jiān)測(cè)水、氣體和/或油界面的運(yùn)動(dòng)，和
[0035]-在將流體從外圍注入井注入的過(guò)程中確定何時(shí)水、氣或油界面已經(jīng)過(guò)至少一個(gè)中央注入井。
[0036]另外，上述增產(chǎn)方法可包括將流體從所述至少一個(gè)中央注入井朝向所述至少一個(gè)生產(chǎn)井注入地層的步驟。
[0037]此外，上述增產(chǎn)方法可包括在至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井中布置機(jī)械波致動(dòng)裝置的步驟。
[0038]在所述方法中，具有接收單元的工具可進(jìn)入生產(chǎn)井，以用于從機(jī)械波傳感器接收信息，可從所述信息獲得水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息。
[0039]上述增產(chǎn)方法還可包括以預(yù)定模式致動(dòng)布置在注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置以優(yōu)化水、氣體和/或油界面的斷層成像的生成的步驟。
[0040]此外，上述增產(chǎn)方法還可包括在一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器的步驟。
[0041]此外，上述增產(chǎn)方法還可包括從由布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波信號(hào)產(chǎn)生位于多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的三維圖像的步驟。
[0042]所述機(jī)械波傳感器可以被布置在沿井的多個(gè)位置處。
[0043]此外，所述機(jī)械波傳感器可以是地震探測(cè)器或檢波器。
[0044]本發(fā)明還涉及一種用于激勵(lì)地層的含油或含氣部分的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其包括:
[0045]-一個(gè)或多個(gè)注入井，
[0046]-一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井，
[0047]-布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的井口或防噴器下方的至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置，所述至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置用于從一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井發(fā)送機(jī)械波，和
[0048]-布置在至少一個(gè)注入井或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器，所述多個(gè)機(jī)械波傳感器用于接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的機(jī)械波。
[0049]上述井下增產(chǎn)系統(tǒng)還可包括具有用于從機(jī)械波傳感器接收信息的接收單元的工具，能夠從所述信息獲得水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息。
[0050]此外，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置可借助于加壓流體、炸藥或引爆物、馬達(dá)、化學(xué)組合物或固體燃料被致動(dòng)。
[0051 ] 所述射孔槍可以是包括非穿孔裝料的非穿孔槍。
[0052]此外，所述機(jī)械波傳感器可以是地震探測(cè)器或檢波器。[0053]最后，所述機(jī)械波傳感器可包括通信裝置，使得機(jī)械波傳感器可以與相鄰的機(jī)械波傳感器關(guān)于斷層成像數(shù)據(jù)通信。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0054]以下將參考示意性附圖更加詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明及其多個(gè)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，所述附圖為了說(shuō)明的目的僅示出了 一些非限制性的實(shí)施例，其中:
[0055]圖1示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的井下系統(tǒng)的示意圖，
[0056]圖2示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的井下系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖，
[0057]圖3示出包括三個(gè)注入井和一個(gè)在所述注入井之間居中布置的生產(chǎn)井的油田的立體圖，和
[0058]圖4a_4c示出了在注入流體的注入期間含油儲(chǔ)層的剖視圖。
[0059]所有的附圖都是高度示意性的，并不一定按比例繪制，并且它們只示出了為了解釋本發(fā)明所必需的部分，其它部分被省略或僅僅給予暗示。
【具體實(shí)施方式】
[0060]圖1示出了包括注入井2和生產(chǎn)井3的井下增產(chǎn)系統(tǒng)100。注入井2包括布置在所述井的套管中的機(jī)械波致動(dòng)裝置4，其將套管分成第一部分8和第二部分9。套管的第一部分借助于布置在井口 13處的泵12通過(guò)流體7被加壓，并且加壓流體通過(guò)機(jī)械波致動(dòng)裝置4轉(zhuǎn)換成機(jī)械波6。在經(jīng)過(guò)機(jī)械波致動(dòng)裝置4之后，流體7被通過(guò)注入開口 14注入到地層I內(nèi)，迫使地層中的含油部分11朝向生產(chǎn)井3移動(dòng)。生產(chǎn)井3包括布置在生產(chǎn)套管21的井20中的若干機(jī)械波傳感器5。機(jī)械波傳感器5接收機(jī)械波6,以從由布置在生產(chǎn)井3中的套管壁中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井2中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與生產(chǎn)井3中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像。
[0061]通過(guò)機(jī)械波致動(dòng)裝置4傳送的機(jī)械波6使油田增產(chǎn)，并通過(guò)以預(yù)定頻率使油田增產(chǎn)，生產(chǎn)被定期增產(chǎn)而不是僅在含水率(water cut)增加時(shí)才被增產(chǎn)。油池——即諸如充滿小的有油的孔口或微孔的巖石體積的地下油積聚處——?jiǎng)t被所釋放的能量連續(xù)地影響，油從地層的生產(chǎn)被增強(qiáng)。同時(shí)，低頻機(jī)械增產(chǎn)觸發(fā)地層特別是石灰?guī)r地層但也可以是砂巖和其他類型的含油地層中的微裂或甚至地層中的腔的微塌陷。由增產(chǎn)產(chǎn)生的微孔使油能夠流動(dòng)并積聚在較大的含油流體的池或區(qū)域中。通過(guò)將注入流體注入，同時(shí)用機(jī)械增產(chǎn)方法激勵(lì)儲(chǔ)層，含油流體的較大的池或區(qū)域可以被朝注入井附近的生產(chǎn)井迫壓。
[0062]通常執(zhí)行注水以維持儲(chǔ)層壓力并進(jìn)而導(dǎo)致可從儲(chǔ)層提取的油量的增加。然而，在某位置處，注水將不能迫使任何更多的油流出儲(chǔ)層，并導(dǎo)致含水率增加。含水率的增加可能來(lái)源于注水或存在于儲(chǔ)層附近的水。在該位置處或甚至之前，穿過(guò)地層的該部分的機(jī)械波可使地層被激勵(lì)，使得地層中的油滴或顆?？梢垣@得足夠的能量以離開將油滴或顆粒束縛在地層中的表面，從而允許它們被溶解在地層中的自由流動(dòng)的流體如注入流體中。這可進(jìn)一步提高儲(chǔ)層中的油的生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)井中的流體的油含量增加。在機(jī)械波的非常高的能量處或當(dāng)暴露于某些頻率范圍、例如處于組合的井-地層系統(tǒng)的特征頻率處的某些機(jī)械波時(shí)，地層可被迫開裂、斷裂或分裂，使油滴或顆粒離開封閉的油池、封閉的地層微孔或地層中的其他封閉體積，從而增加了含油流體中的油含量。[0063]通過(guò)在生產(chǎn)井3中具有機(jī)械波傳感器5，如圖1所示，用于激勵(lì)儲(chǔ)層而產(chǎn)生的機(jī)械波6還用于產(chǎn)生生產(chǎn)井3周圍的地層的斷層成像。機(jī)械波致動(dòng)裝置4因而既用于激勵(lì)油儲(chǔ)層又用作震源以便產(chǎn)生生產(chǎn)井3周圍的含油部分的斷層成像。生產(chǎn)井3包括具有用于使流體從儲(chǔ)層流入生產(chǎn)井3的流入閥24的生產(chǎn)區(qū)10。通過(guò)將機(jī)械波致動(dòng)裝置4用作震源，油的生產(chǎn)不用為了將地震/振動(dòng)傳感器5插入生產(chǎn)井3內(nèi)(不是壁中)以便獲得生產(chǎn)井3周圍的地層內(nèi)容物的信息從而控制生產(chǎn)和注入而暫時(shí)停止。在優(yōu)化生產(chǎn)的方面，生產(chǎn)井3周圍的地層內(nèi)容物的信息是非常重要的，而不僅僅基于含水率測(cè)量控制生產(chǎn)。在本發(fā)明中，傳感器永久存在于生產(chǎn)井的套管的壁中，可以執(zhí)行這種測(cè)量而不必停止生產(chǎn)。但是，地震傳感器應(yīng)必須被插入生產(chǎn)井3內(nèi)，這種信息通常不能獲得，因?yàn)樯a(chǎn)由此停止。通過(guò)將流體從一個(gè)或多個(gè)注入井朝向一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井注入地層內(nèi)，可以從所接收到的信號(hào)連續(xù)地或者按需求構(gòu)建地層和地層中的流體的動(dòng)態(tài)斷層成像，而不必暫時(shí)停止生產(chǎn)。
[0064]如圖2所示，生產(chǎn)井3的機(jī)械波傳感器5包括通信裝置25，使得機(jī)械波傳感器5可以與相鄰的機(jī)械波傳感器5關(guān)于斷層成像數(shù)據(jù)通信并以此類推直到布置在最接近井的傳感器，其在井口處經(jīng)由通信管線與控制單元26無(wú)線地或借助于泥漿波通信。
[0065]在圖2中，在相同的注入井2中布置數(shù)個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置4，以向地層發(fā)送機(jī)械波，從而使生產(chǎn)增產(chǎn)和提高地層中的含油流體的運(yùn)移性。生產(chǎn)井3包括經(jīng)由纜線17被浸入的傳感器工具16。傳感器工具16包括機(jī)械波傳感器5以便接收機(jī)械波6，從而提供所接收到的機(jī)械波信號(hào)的斷層成像，并因此獲得位于注入和生產(chǎn)井之間的地層部分11中的水、氣體和/或油界面的信息。
[0066]井對(duì)井振動(dòng)成像方法可提供以示出聲阻抗對(duì)比的機(jī)械波反射部形式或者以根據(jù)模型(傳輸斷層成像)轉(zhuǎn)換已知機(jī)械波的到達(dá)時(shí)間而獲得的速度模型形式的地層結(jié)構(gòu)和井之間的流體的圖像。機(jī)械波致動(dòng)裝置還可以發(fā)送電磁輻射的脈沖。
[0067]注入流體可以是任何類型的合適的流體，例如水或氣體。該氣體可以是甲烷或二氧化碳或其它可混溶或不混溶的氣體。注入流體可以在注入位置處具有高于地層溫度的溫度。通過(guò)用熱流體連續(xù)地刺激油田，含油流體的密度改變到一較低的密度并且含油流體的運(yùn)移性因而大大提高。通過(guò)振動(dòng)和通過(guò)密度改變兩者來(lái)增加運(yùn)移性，使含油流體積聚在諸如砂巖或石灰?guī)r的地層中的較大的區(qū)域或池中。
[0068]通過(guò)從不同的注入或生產(chǎn)井連續(xù)地刺激油田，如圖3所示，有助于含油流體在更大的區(qū)域積聚。此外，能量釋放在地層中存在壓力梯度的區(qū)域中形成微孔，并由此有助于含油流體被截留在凹穴中以流動(dòng)并積聚成更大的含油流體區(qū)域。在包括數(shù)個(gè)注入井2的油田中，其中以井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍形式的機(jī)械波致動(dòng)裝置已經(jīng)存在，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置同時(shí)用作聲信號(hào)發(fā)送器。并且僅通過(guò)插入具有機(jī)械波傳感器的工具，可以產(chǎn)生提供位于注入井2和生產(chǎn)井3之間的地層部分11中的水、氣體和/或油界面的信息的斷層成像。接著，根據(jù)該信息調(diào)節(jié)生產(chǎn)和注入以優(yōu)化生產(chǎn)。
[0069]機(jī)械波致動(dòng)裝置被控制成以確定機(jī)械波致動(dòng)裝置在哪個(gè)注入井中被致動(dòng)的預(yù)定模式釋放能量。一些機(jī)械波致動(dòng)裝置可以比其他機(jī)械波致動(dòng)裝置更多地被致動(dòng)，一些機(jī)械波致動(dòng)裝置甚至可以在同一天被致動(dòng)。比其他機(jī)械波致動(dòng)裝置更多地被致動(dòng)的那些機(jī)械波致動(dòng)裝置是第一機(jī)械波致動(dòng)裝置，其被確定為最接近含水率上升的生產(chǎn)井的機(jī)械波致動(dòng)裝置。[0070]當(dāng)含水率上升時(shí)，機(jī)械波致動(dòng)裝置以預(yù)定模式被更頻繁地致動(dòng)，或者模式被改變。如果含水率仍然上升，該模式改變成使得最接近含水率正在上升的生產(chǎn)井的致動(dòng)裝置比其他致動(dòng)裝置被更頻繁地致動(dòng)，或者維持所述模式并增加頻率，直到含水率再次下降。
[0071]在圖4a中，機(jī)械波致動(dòng)裝置4為一個(gè)注入井2發(fā)送機(jī)械波信號(hào)6，并且在生產(chǎn)井的套管壁20中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器5，以用于接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置4發(fā)送的機(jī)械波信號(hào)。通過(guò)以預(yù)選的頻率致動(dòng)井下機(jī)械波致動(dòng)裝置，通過(guò)從機(jī)械波致動(dòng)裝置穿過(guò)地下地層發(fā)送一個(gè)或多個(gè)機(jī)械波并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器接收響應(yīng)于機(jī)械波而從地下地層發(fā)出的信號(hào)來(lái)提供一組信號(hào)?？蓮乃邮盏男盘?hào)產(chǎn)生位于注入井和生產(chǎn)井之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像。
[0072]當(dāng)向地層注入流體時(shí)，含油區(qū)域11被朝向生產(chǎn)井3驅(qū)動(dòng)，如圖4b所示，而機(jī)械波信號(hào)6通過(guò)地層傳播和被機(jī)械波傳感器5接收，以用于提供位于注入井和生產(chǎn)井之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像。在圖4c中，含油區(qū)域11已經(jīng)甚至通過(guò)注入流體7被進(jìn)一步朝向生產(chǎn)井3驅(qū)動(dòng)，同時(shí)仍使用機(jī)械波致動(dòng)裝置4的振動(dòng)來(lái)提供位于注入井和生產(chǎn)井之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像。
[0073]布置在注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置4可以以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次、優(yōu)選在1-185天的周期內(nèi)發(fā)生一次、更優(yōu)選在1-90天的周期內(nèi)發(fā)生一次、甚至更優(yōu)選在1-30天的周期內(nèi)發(fā)生一次、以及甚至更優(yōu)選在5-20天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率被致動(dòng)，每次致動(dòng)具有至少0.1千克TNT (三硝基甲苯)當(dāng)量、優(yōu)選每次致動(dòng)具有至少0.5千克TNT當(dāng)量、更優(yōu)選每次致動(dòng)具有至少I千克TNT當(dāng)量、甚至更優(yōu)選每次致動(dòng)具有至少5千克TNT當(dāng)量的能量釋放。
[0074]因此，致動(dòng)裝置可以是井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍。射孔槍可以包括非穿孔裝料，并因而是非穿孔槍。所述槍也可以是電磁錘。
[0075]流體致動(dòng)槍可以是氣體致動(dòng)槍，因而注入流體是氣體，諸如甲烷氣體或二氧化碳。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體積聚在所述槍中的活塞腔室中，在腔室中沿一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)活塞以壓縮彈性件，當(dāng)彈性件不能被再進(jìn)一步壓縮時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)被致動(dòng)，活塞沿相反的方向高速移動(dòng)，錘入腔室的后壁并產(chǎn)生機(jī)械波。在另一實(shí)施例中，通過(guò)脈沖注入流體來(lái)致動(dòng)所述氣體槍，產(chǎn)生錘擊效應(yīng)以生成機(jī)械波。
[0076]化學(xué)反應(yīng)槍是其中至少兩種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)以蒸發(fā)并因而提供行進(jìn)到地層內(nèi)的機(jī)械波的槍。所述化學(xué)物質(zhì)可在兩個(gè)流動(dòng)管線中被向下輸送，每個(gè)流動(dòng)管線供給一種在槍中混合的化學(xué)物質(zhì)。所述化學(xué)物質(zhì)可以是兩種氣體:氧氣和甲烷，或流體:高錳酸鉀和重鉻酸鹽。待反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)中的一種或全部也可以從開始就存在于所述槍中，起到氧化劑的作用，例如重鉻酸鉀或高錳酸鉀，其可使用另一種化學(xué)物質(zhì)被致動(dòng)，由此以受控的過(guò)程釋放能量并迅速使氣體膨脹。諸如汽油、輕油或柴油的烴基燃料也可以用作反應(yīng)物，并通過(guò)流動(dòng)管線被供給。
[0077]固體燃料槍包括固體燃料，諸如炭、石墨或無(wú)煙火藥以及硝酸鉀或硝酸鈉。固體燃料也可與硫磺混合。固體燃料槍由電弧點(diǎn)燃。
[0078]在所述工具或機(jī)械波致動(dòng)裝置未被全部沒(méi)入套管的情況下，可使用驅(qū)動(dòng)單元如井下牽引器在井中將工具推至正確位置。井下牽引器是任意類型的能夠在井下推進(jìn)或牽拉工具的驅(qū)動(dòng)工具，諸如Well Tractor?。所述井下牽引器包括布置在可伸縮臂上的輪。[0079]套管是指用在井下的與油或天然氣生產(chǎn)有關(guān)的任意類型的管、管道、管狀件、襯套、管柱等。
[0080]雖然以上已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離由下述的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下可以設(shè)想多種修改是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激勵(lì)地層(I)的含油或含氣部分(11)的增產(chǎn)方法，所述部分位于注入井(2)或生產(chǎn)井(3)與生產(chǎn)井(3)之間，所述方法包括以下步驟: -在一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的井口或防噴器下方布置至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置(4)，以用于從一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井發(fā)送機(jī)械波(6)， -在一個(gè)或多個(gè)注入井或生產(chǎn)井中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器(5)，以用于接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的機(jī)械波， -將加壓流體(7)從所述一個(gè)或多個(gè)注入井朝向所述一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井注入到地層內(nèi)， -以預(yù)選的頻率范圍或單一頻率致動(dòng)機(jī)械波致動(dòng)裝置，從而使來(lái)自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波， -通過(guò)多個(gè)機(jī)械波傳感器接收由機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的穿過(guò)地層的機(jī)械波，和-從通過(guò)布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與所述至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油的界面的斷層成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增產(chǎn)方法，其中，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置由加壓流體、炸藥或引爆物、馬達(dá)、化學(xué)組合物或固體燃料致動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增產(chǎn)方法，其中，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置是井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增產(chǎn)方法，其中，所述射孔槍是包括非穿孔裝料的非穿孔槍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括將信息傳送到位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置和所述至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的用戶，從而使用戶能在將流體注入地層內(nèi)的過(guò)程中監(jiān)測(cè)水、氣體和/或油界面的運(yùn)動(dòng)的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增產(chǎn)方法，還包括將水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息實(shí)時(shí)傳送至用戶的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括控制預(yù)選的頻率范圍或單一頻率的步驟，在所述頻率下，機(jī)械波致動(dòng)裝置根據(jù)由用戶接收的關(guān)于水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息被致動(dòng)，使得當(dāng)水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息顯示地層的被監(jiān)測(cè)部分中的油或氣體的移動(dòng)速度比預(yù)定值慢時(shí)，增加預(yù)選的頻率范圍或單一頻率，或者當(dāng)水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息顯示地層的被監(jiān)測(cè)部分中的油或氣體的移動(dòng)速度比預(yù)定值快時(shí)，降低預(yù)選的頻率范圍或單一頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -在多個(gè)外圍注入井和/或生產(chǎn)井中布置多個(gè)用于發(fā)送機(jī)械波的機(jī)械波致動(dòng)裝置，所述外圍注入井和/或生產(chǎn)井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井和/或至少一個(gè)注入井， -在至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井中布置至少一個(gè)用于發(fā)送機(jī)械波的機(jī)械波致動(dòng)裝置，所述至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井由多個(gè)外圍注入井或生產(chǎn)井環(huán)繞， -將加壓流體從多個(gè)外圍注入井朝向所述至少一個(gè)生產(chǎn)井注入地層， -以預(yù)選的頻率范圍或單一頻率致動(dòng)機(jī)械波致動(dòng)裝置， -通過(guò)機(jī)械波傳感器接收由多個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的穿過(guò)地層的機(jī)械波，和-從通過(guò)布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波產(chǎn)生位于注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油的界面的斷層成像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -將信息傳送到位于外圍注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置和所述至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的用戶，以使用戶能夠在將流體從外圍注入井注入的過(guò)程中監(jiān)測(cè)水、氣體和/或油界面的運(yùn)動(dòng)，和 -在將流體從外圍注入井注入的過(guò)程中確定何時(shí)水、氣或油界面已經(jīng)過(guò)所述至少一個(gè)中央注入井。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -將流體從所述至少一個(gè)中央注入井朝向所述至少一個(gè)生產(chǎn)井注入地層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括在所述至少一個(gè)中央注入井或生產(chǎn)井中布置機(jī)械波致動(dòng)裝置的步驟。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，具有接收單元的工具進(jìn)入生產(chǎn)井，以用于從機(jī)械波傳感器接收信息，能夠從所述信息獲得水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -以預(yù)定模式致動(dòng)布置在注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置以優(yōu)化水、氣體和/或油界面的斷層成像的生成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -在一個(gè)或多個(gè)注入井中布置多個(gè)機(jī)械波傳感器。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -從由布置在所述至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器接收的機(jī)械波信號(hào)產(chǎn)生位于多個(gè)注入井中的機(jī)械波致動(dòng)裝置與至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的機(jī)械波傳感器之間的地層部分中的水、氣體和/或油界面的斷層成像的三維圖像。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，所述機(jī)械波傳感器布置在沿井的數(shù)個(gè)位置處。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，所述機(jī)械波傳感器是地震探測(cè)器或檢波器。
18.一種用于激勵(lì)地層(I)的含油或含氣部分(11)的井下增產(chǎn)系統(tǒng)(100)，包括: -一個(gè)或多個(gè)注入井(2)， -一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井(3), -布置在至少一個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中的井口或防噴器下方的至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置(4)，所述至少一個(gè)機(jī)械波致動(dòng)裝置用于從一個(gè)或多個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井發(fā)送機(jī)械波(6),和 -布置在至少一個(gè)注入井或生產(chǎn)井中的多個(gè)機(jī)械波傳感器(5),所述多個(gè)機(jī)械波傳感器用于接收從機(jī)械波致動(dòng)裝置發(fā)送的機(jī)械波。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，還包括具有用于從機(jī)械波傳感器接收信息的接收單元的工具，能夠從所述信息獲得水、氣體和/或油界面的斷層成像的信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置借助于加壓流體、炸藥或引爆物、馬達(dá)、化學(xué)組合物或固體燃料被致動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械波致動(dòng)裝置是井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述射孔槍是包括非穿孔裝料的非穿孔槍。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械波傳感器是地震探測(cè)器或檢波器。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的井下增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械波傳感器包括通信裝置(25)，使得機(jī)械波傳感器能夠與相鄰的機(jī)械波傳感器關(guān)于斷層成像數(shù)據(jù)通信。
【文檔編號(hào)】E21B43/25GK103975120SQ201280060380
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
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