增產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使油田中的油生產(chǎn)增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)。該增產(chǎn)系統(tǒng)包括多個(gè)井，其中，在井中布置多個(gè)致動(dòng)裝置，并且其中，所述致動(dòng)裝置以在1-365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當(dāng)量的能量釋放。此外，本發(fā)明涉及一種增產(chǎn)方法。
【專利說明】增產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使油田中的油生產(chǎn)增產(chǎn)(激勵(lì)，stimulation)的增產(chǎn)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種增產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在從含烴儲(chǔ)層回收含烴流體如油時(shí)，通?？梢酝ㄟ^僅利用儲(chǔ)層中存在的自然力的所謂的初級(jí)回收方法僅回收原油的一小部分。已經(jīng)采用多種補(bǔ)充回收技術(shù)來增加油從地下儲(chǔ)層的回收。最廣泛使用的補(bǔ)充回收技術(shù)是注水，其涉及將水從注入井注入儲(chǔ)層。當(dāng)水通過儲(chǔ)層移動(dòng)時(shí)，其用于將儲(chǔ)層中的油移向或沖向回收油的生產(chǎn)井。因此，在含烴流體的回收中，通過從圍繞生產(chǎn)井的注入井注水來保持儲(chǔ)層壓力。在生產(chǎn)井2中定期測(cè)量所回收的含烴流體的含水率(water cut)以檢測(cè)水穿透。水可來自注入井或可以是從儲(chǔ)層自然產(chǎn)生的水。為了避免水穿透并改善生產(chǎn)，已經(jīng)嘗試?yán)檬褂闷渌ǔＴ跓N中可混溶的驅(qū)動(dòng)流體如CO2,甲烷氣體或類似流體的所謂的二次回收方法。
[0003]改善回收流體中的烴的生產(chǎn)的另一種方法是使用儲(chǔ)層的增產(chǎn)。增產(chǎn)方法包括使用工具并在絕對(duì)必要——例如，當(dāng)含水率高于預(yù)定水平，例如含90%的水時(shí)——之前很少啟用。當(dāng)含水率增加或高于預(yù)定水平時(shí)，已知的增產(chǎn)工具向儲(chǔ)層內(nèi)發(fā)出機(jī)械振動(dòng)。然后，用于發(fā)出振動(dòng)的工具被浸入生產(chǎn)井的大致與生產(chǎn)區(qū)相對(duì)的位置，而同時(shí)生產(chǎn)設(shè)定為暫停狀態(tài)。然后，增產(chǎn)已完成之后重新開始生產(chǎn)。增產(chǎn)工具也可以被布置在注入井中，使得可以在增產(chǎn)過程中繼續(xù)生產(chǎn)。通過機(jī)械增產(chǎn)提高烴回收是困難、費(fèi)時(shí)和極昂貴的，特別是由于在油的提取中深井變得越來越普遍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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)明的一個(gè)目的是提供一種優(yōu)化對(duì)儲(chǔ)層的激勵(lì)的改進(jìn)的增產(chǎn)方法。
[0005]通過根據(jù)本發(fā)明的解決方案能夠完成從以下的說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)明涉及一種用于使油田中的油生產(chǎn)增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，所述增產(chǎn)系統(tǒng)包括:
[0006]-多個(gè)井，和
[0007]-布置在井中的多個(gè)致動(dòng)裝置，
[0008]其中，所述致動(dòng)裝置以在1-365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)量的能量釋放。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述致動(dòng)裝置可以是可重復(fù)使用的，即，所述致動(dòng)裝置可以被使用數(shù)次，消除了將所述致動(dòng)裝置拉出井外以再裝載/再充電/再補(bǔ)給的需要。
[0010]所述致動(dòng)裝置可以以在1-185天的周期內(nèi)發(fā)生一次、優(yōu)選在1-90天的周期內(nèi)發(fā)生一次、更優(yōu)選在1-30天的周期內(nèi)發(fā)生一次、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)。[0011]此外，致動(dòng)裝置可以被反復(fù)地、每個(gè)周期中一次地致動(dòng)，其中所述周期被重復(fù)數(shù)次。
[0012]此外，所述致動(dòng)裝置可以以至少5天的間隔、優(yōu)選以至少10天的間隔、更優(yōu)選以至少15天的間隔被致動(dòng)。
[0013]致動(dòng)裝置“以在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率”被致動(dòng)應(yīng)解釋為指的是多個(gè)致動(dòng)裝置中的每個(gè)致動(dòng)裝置在所指定的周期內(nèi)被致動(dòng)一次，“周期被重復(fù)數(shù)次”應(yīng)解釋為指的是所述指定的周期隨后可以被重復(fù)數(shù)次。這意味著根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)致動(dòng)裝置中的每個(gè)致動(dòng)裝置在所指定的周期內(nèi)被致動(dòng)一次，一旦所述周期結(jié)束，致動(dòng)裝置被再次致動(dòng)，因而所指定的周期被重復(fù)數(shù)次。頻率指的是致動(dòng)裝置至少被致動(dòng)兩次，每次致動(dòng)在所述周期內(nèi)執(zhí)行，并且所述周期因而被重復(fù)數(shù)次。因此，致動(dòng)裝置在每個(gè)周期中被致動(dòng)一次，而不是每天兩次或相同周期內(nèi)數(shù)次。
[0014]在上述增產(chǎn)系統(tǒng)中，所述井可以是多個(gè)生產(chǎn)井和多個(gè)注入井，多個(gè)致動(dòng)裝置布置在所述注入井和/或生產(chǎn)井中。
[0015]所述致動(dòng)裝置可以以在1-185天的周期內(nèi)、優(yōu)選在1-90天的周期內(nèi)、更優(yōu)選在1-30天的周期內(nèi)、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)。
[0016]此外，所述致動(dòng)裝置可以以每次致動(dòng)具有至少0.5千克TNT當(dāng)量、優(yōu)選每次致動(dòng)具有至少I千克TNT當(dāng)量、更優(yōu)選每次致動(dòng)具有至少5千克TNT當(dāng)量的能量釋放被致動(dòng)。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)致動(dòng)裝置中的第一致動(dòng)裝置可以在多個(gè)致動(dòng)裝置中的第二致動(dòng)裝置之前被致動(dòng)。
[0018]所述第一致動(dòng)裝置可以確定為最靠近含水量在上升的生產(chǎn)井的致動(dòng)裝置。
[0019]此外，所述第一和第二致動(dòng)裝置可以在同一天被致動(dòng)，或者甚至同時(shí)被致動(dòng)。
[0020]此外，所述第一致動(dòng)裝置可以在周期的第一天被致動(dòng)，所述第二致動(dòng)裝置可以在周期的另一天被致動(dòng)。
[0021]此外，所述致動(dòng)裝置可以是流體致動(dòng)槍，所述流體是加壓注入流體，所述槍可以將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，其中所述槍在所述周期期間以一時(shí)間區(qū)間/間隔被連續(xù)地致動(dòng)，在所述周期期間提供總共具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量的振動(dòng)。
[0022]所述槍可以發(fā)射電磁輻射的電磁脈沖。
[0023]所述槍還可以是電磁錘。
[0024]此外，所述槍可以在所述周期期間被連續(xù)地致動(dòng)。
[0025]此外，多個(gè)致動(dòng)裝置中的至少一部分致動(dòng)裝置可以被布置在多個(gè)注入井中，所述注入井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井。
[0026]在另一實(shí)施例中，所述注入井可以環(huán)繞多個(gè)生產(chǎn)井。
[0027]此外，多個(gè)所述致動(dòng)裝置中的至少一部分致動(dòng)裝置可以被布置在多個(gè)外圍注入井中，所述外圍注入井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井和至少一個(gè)非外圍注入井。
[0028]此外，所述致動(dòng)裝置可以以確定致動(dòng)裝置在哪個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中被致動(dòng)的預(yù)定模式被致動(dòng)。
[0029]模式指的是致動(dòng)裝置在其中被致動(dòng)的井的順序。
[0030]所述致動(dòng)裝置包括從由井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源及換能器、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍所組成的組中選擇的至少一個(gè)構(gòu)件。[0031]這種固體燃料槍可以包括固體燃料，諸如炭、石墨或無煙火藥，以及硝酸鉀或硝酸鈉。所述固體燃料還可以與硫磺混合。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，所述射孔槍可以包括非穿孔裝料(non-perforating charges)。
[0033]此外，所述致動(dòng)裝置可以在從至少一個(gè)注入井朝至少一個(gè)生產(chǎn)井注入注入流體的同時(shí)被致動(dòng)。
[0034]此外，注入流體在井下注入位置處可以具有高于地層溫度的溫度。
[0035]熱流體的溫度可以比地層的溫度高至少10°C，優(yōu)選比地層的溫度高至少25°C，更優(yōu)選比地層的溫度高至少50°C。
[0036]在另一實(shí)施例中，熱流體的溫度可以是至少150°C，優(yōu)選至少175°C，更優(yōu)選至少200。。。
[0037]此外，注入流體可以是從由諸如甲烷氣體、二氧化碳、氮?dú)獾臍怏w和水或其他液體組成的組中選擇的流體。
[0038]上述增產(chǎn)系統(tǒng)還可以在至少一個(gè)井中包括多個(gè)開口，其中至少兩個(gè)相鄰的開口具有不同的入口流率設(shè)定，其中致動(dòng)裝置可以被布置在具有不同的入口流率設(shè)定的所述兩個(gè)相鄰的開口之間，以用于將機(jī)械波傳輸至具有高的壓力梯度的地層區(qū)域內(nèi)，從而釋放所述區(qū)域中的油。
[0039]此外，可以在所述開口中設(shè)置入口閥，并且至少兩個(gè)相鄰的閥可具有不同的入口流率設(shè)定，其中所述致動(dòng)裝置可以被布置在具有不同的入口流率設(shè)定的所述兩個(gè)相鄰的閥之間，以用于將機(jī)械波傳輸至具有高的壓力梯度的地層區(qū)域內(nèi)，從而釋放所述區(qū)域中的油。
[0040]本發(fā)明還涉及一種增產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0041]-在多個(gè)井中布置多個(gè)致動(dòng)裝置，和
[0042]-以預(yù)選的頻率范圍或單個(gè)頻率致動(dòng)所述致動(dòng)裝置。
[0043]此外，所述致動(dòng)裝置可以被布置在注入井和/或生產(chǎn)井中，所述注入井和/或生產(chǎn)井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，布置在第一井中的第一致動(dòng)裝置可以以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率在第一井中被致動(dòng)，布置在第二井中的第二致動(dòng)裝置可以以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率在第二井中被致動(dòng)。
[0045]此外，所述致動(dòng)裝置可以以每次致動(dòng)具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量釋放被致動(dòng)。
[0046]此外，所述致動(dòng)裝置可以以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率被致動(dòng)。
[0047]此外，所述致動(dòng)裝置可以以在1-185天的周期內(nèi)發(fā)生一次、優(yōu)選在5-90天的周期內(nèi)發(fā)生一次、更優(yōu)選在7-30天的周期內(nèi)發(fā)生一次、甚至更優(yōu)選在7-20天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率被致動(dòng)。
[0048]上述致動(dòng)方法還可以包括以確定致動(dòng)裝置在哪個(gè)井中被致動(dòng)的預(yù)定模式致動(dòng)所述致動(dòng)裝置的步驟。
[0049]此外，上述增產(chǎn)方法可以包括如下步驟:
[0050]-致動(dòng)環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井的多個(gè)致動(dòng)裝置中的第一致動(dòng)裝置，
[0051]-致動(dòng)位于基本上距所述第一致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第二致動(dòng)裝置，[0052]-致動(dòng)位于基本上距所述第二致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第三致動(dòng)裝置，和
[0053]-致動(dòng)位于基本上距所述第三致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第四致動(dòng)裝置，并以此類推，直到所述多個(gè)致動(dòng)裝置中的全部致動(dòng)裝置都被致動(dòng)，然后再次致動(dòng)多個(gè)致動(dòng)裝置一預(yù)定次數(shù)。
[0054]此外，上述增產(chǎn)方法可以包括致動(dòng)環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井的多個(gè)致動(dòng)裝置中的全部致動(dòng)裝置，然后再次致動(dòng)任意所述致動(dòng)裝置的步驟。
[0055]此外，所述第一致動(dòng)裝置可以在周期的第一天被致動(dòng)，所述第二致動(dòng)裝置可以在周期的另一天被致動(dòng)。
[0056]所述致動(dòng)裝置可以是流體致動(dòng)槍，所述流體是加壓注入流體，所述槍可以將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，其中所述槍在所述周期期間被致動(dòng)數(shù)次，在所述周期期間提供總共具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量的振動(dòng)。
[0057]此外，所述致動(dòng)裝置可包括從由井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源及換能器、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍組成的組中選擇的至少一個(gè)構(gòu)件。
[0058]此外，所述注入流體在井下注入位置處可具有高于地層溫度的溫度。
[0059]上述的增產(chǎn)方法還可以包括在多個(gè)外圍注入井中布置多個(gè)致動(dòng)裝置的步驟，所述外圍注入井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井和至少一個(gè)非外圍注入井。
[0060]此外，上述增產(chǎn)方法還可以包括如下步驟:
[0061]-確定生產(chǎn)井中的含水率，和
[0062]-如果所述含水率高于預(yù)選水平，則增加致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率，或者
[0063]-如果所述含水率低于預(yù)選水平，則降低致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率。
[0064]最后，上述增產(chǎn)方法還可以包括如下步驟:
[0065]-設(shè)定第一生產(chǎn)區(qū)中的開口中的多個(gè)入口閥的入口流率，使得第二且相鄰的生產(chǎn)區(qū)中的開口中的入口閥具有不同的入口流率，從而在所述多個(gè)入口閥之間的地層區(qū)域中產(chǎn)生壓力梯度，和
[0066]-在井中的與位于具有不同入口流率的所述多個(gè)入口閥之間的地層區(qū)域相對(duì)處布置和致動(dòng)所述致動(dòng)裝置，從而釋放地層的所述部分中的油。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]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)行說明，所述附圖為了說明的目的僅示出了 一些非限制性的實(shí)施例，其中:
[0068]圖1示出了從上面觀察到的油田，
[0069]圖2示出了在立體圖中觀察到的增產(chǎn)系統(tǒng)，
[0070]圖3a示出了在致動(dòng)裝置致動(dòng)前的注入井和生產(chǎn)井，
[0071]圖3b示出了在致動(dòng)裝置致動(dòng)后的圖3a的井，
[0072]圖4a示出了在致動(dòng)裝置致動(dòng)前的注入井和生產(chǎn)井，
[0073]圖4b示出了在致動(dòng)裝置致動(dòng)后的圖4a的井，
[0074]圖5示出了在注入井中朝生產(chǎn)井釋放能量的致動(dòng)裝置，
[0075]圖6示出了從上面觀察到的另一油田，[0076]圖7a示出了致動(dòng)裝置在生產(chǎn)井中的兩個(gè)生產(chǎn)區(qū)之間的布置結(jié)構(gòu)，和
[0077]圖7b示出了致動(dòng)裝置在注入井中的個(gè)注入?yún)^(qū)之間的布置結(jié)構(gòu)。
[0078]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】
[0079]圖1示出了從上面觀察到的油田101的視圖，其包括兩個(gè)生產(chǎn)井2:2a、2b和六個(gè)注入井1:la、lb、lc、Id、IeUf0本發(fā)明涉及一種增產(chǎn)系統(tǒng)100，其包括多個(gè)井和布置在所述井中的多個(gè)致動(dòng)裝置3 (在圖2中示出)。每個(gè)致動(dòng)裝置布置在油田101的井中，其中每個(gè)井可以是注入井I和/或生產(chǎn)井2。因此，致動(dòng)裝置可以全部布置在生產(chǎn)井中或可以全部布置在注入井中，或相結(jié)合。為了定期使油生產(chǎn)增產(chǎn)，以介于I天和365天之間的頻率和以每次致動(dòng)排出至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量來致動(dòng)致動(dòng)裝置。因此，致動(dòng)周期是致動(dòng)裝置被再次致動(dòng)前的1-365天。
[0080]圖2示出了用于使油田101中的油生產(chǎn)增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)100。增產(chǎn)系統(tǒng)100包括多個(gè)注入井la、lb、lc、ld、le、lf，具有帶開口的生產(chǎn)區(qū)IOaUOb的多個(gè)生產(chǎn)井2:2a、2b和布置在注入井I中的多個(gè)致動(dòng)裝置3:3a、3b、3c、3d、3e、3f。
[0081]通過以預(yù)定的頻率使油田101增產(chǎn)，該生產(chǎn)被定期增產(chǎn)而不是僅在含水率增加時(shí)
被增產(chǎn)。油池-即諸如石灰?guī)r、砂巖或頁巖的巖石中的充滿小的有油的微孔的地下油積
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，或甚至觸發(fā)含油、氣體或混合流體的地層中的微腔的塌陷，從而改變地層中的壓力體系和使流體向生產(chǎn)井移動(dòng)。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2迫壓。但是增產(chǎn)和注入不必同時(shí)執(zhí)行，增產(chǎn)和注入的交替模式也可以同樣有效，因?yàn)樽⑷?例如水穿透?jìng)鞑?和增產(chǎn)(例如機(jī)械波傳播)的傳播速度是非常不同的。
[0082]圖2的增產(chǎn)系統(tǒng)的致動(dòng)頻率可以是一個(gè)致動(dòng)裝置在一個(gè)井中每6天被致動(dòng)一次，其中第一注入井Ia的第一致動(dòng)裝置3a在第一天被致動(dòng)。在第二天，與生產(chǎn)井2a、2b相對(duì)并距離第一致動(dòng)裝置3a最遠(yuǎn)的致動(dòng)裝置被致動(dòng)。與生產(chǎn)井2a、2b相對(duì)并距離第二注入井Ib的第二致動(dòng)裝置3b最遠(yuǎn)的還未致動(dòng)的致動(dòng)裝置3在第三天被致動(dòng)。在第四天，第四注入井Id的第四致動(dòng)裝置3d被致動(dòng)，因?yàn)檫@個(gè)致動(dòng)裝置是距離第三致動(dòng)裝置3b最遠(yuǎn)并且與生產(chǎn)井2a、2b相對(duì)的致動(dòng)裝置，其在此致動(dòng)期間未被致動(dòng)。然后，第五注入井Ie的第五致動(dòng)裝置3e被致動(dòng)，最后第六注入井的第六致動(dòng)裝置被致動(dòng)。因此，致動(dòng)周期為6天，在該致動(dòng)周期期間，所有涉及的致動(dòng)裝置都被致動(dòng)一次。致動(dòng)的順序3a、3f、3b、3d、3c、3e形成交替的“星”形序列，這還從例如將螺栓緊固在車輪、法蘭等的其他【技術(shù)領(lǐng)域】已知，并且可以確保最優(yōu)化的增產(chǎn)順序，從而在一組注入井之間截留油，并將油推向在所述一組注入井內(nèi)居中定位的一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)井。
[0083]通過具有多個(gè)注入井，該序列變得更長，但模式仍是類似的，即距離生產(chǎn)井最遠(yuǎn)的致動(dòng)裝置被選中，然后是在當(dāng)前序列中還未致動(dòng)的與生產(chǎn)井相對(duì)的距離最遠(yuǎn)的致動(dòng)裝置被選中。此外，序列可以根據(jù)對(duì)給定地層的特性的具體了解而被疊加或局部?jī)?yōu)化。
[0084]通過重復(fù)預(yù)定的致動(dòng)模式，生產(chǎn)可以被連續(xù)地增產(chǎn)而不僅在含水率已超過特定水平時(shí)被增產(chǎn)。由此，用于回收含烴流體的能源以與僅在高于預(yù)定的含水率水平時(shí)才啟動(dòng)的增產(chǎn)相比更優(yōu)化的方式被利用。在僅在高于預(yù)定的含水率水平時(shí)才啟動(dòng)增產(chǎn)的情況下，能量被用于回收不必要的水量，而持續(xù)的增產(chǎn)使水含量和因而用于將水取出的能量保持在最小值。
[0085]當(dāng)將流體21注入地層內(nèi)以保持儲(chǔ)層壓力和朝向生產(chǎn)井2驅(qū)動(dòng)含烴流體如油時(shí)，油的面積/體積被改變或移動(dòng)。含油區(qū)域20可以被分成若干區(qū)域，如圖3中所示，或者該區(qū)域可以不再以平的水平層出現(xiàn)，如圖4a所示。含油區(qū)域20因此可以相對(duì)于生產(chǎn)井2中的生產(chǎn)區(qū)10移動(dòng)，從而使生產(chǎn)井生產(chǎn)具有過高含水率的含油流體。通過以預(yù)定的頻率釋放能量，例如在具有六個(gè)注入井I的油田中每個(gè)致動(dòng)裝置每6天致動(dòng)一次，含油區(qū)域再次積聚，所以注入流體21從一側(cè)推動(dòng)含油區(qū)域20，如圖3b所示，或者呈平穩(wěn)狀使得注入流體從下方推動(dòng)含油區(qū)域，如圖4b所示。因此，從致動(dòng)裝置釋放的能量被傳輸?shù)降貙拥暮筒糠?，該部分可以隨后在更大的區(qū)域中積聚油。當(dāng)致動(dòng)生產(chǎn)井周圍的注入井I時(shí)，含油流體積聚在包圍生產(chǎn)井的大的區(qū)域中，因此含油流體可以再次流入生產(chǎn)井。如果只有一個(gè)注入井被致動(dòng)而不致動(dòng)生產(chǎn)井周圍的若干其他注入井I，則來自其它注入井I的注入流體流入生產(chǎn)井內(nèi)并占據(jù)生產(chǎn)井、使含油流體不能流入生產(chǎn)井。因此，重要的是，致動(dòng)生產(chǎn)井周圍的多于一個(gè)注入井1，以朝生產(chǎn)井迫壓含油流體并使含油流體包圍生產(chǎn)井，從而使注入流體離開含油流體以作為驅(qū)動(dòng)流體。
[0086]通過從不同的注入井I和/或生產(chǎn)井2連續(xù)地致動(dòng)油田，有助于含油流體積聚在更大的區(qū)域中。此外，能量釋放在區(qū)域的地層中提供微孔或在存在適當(dāng)?shù)膲毫μ荻鹊奈⑶恢刑峁┧?，并由此幫助被截留在凹穴中的含油流體流動(dòng)并積聚在更大的含油流體區(qū)域內(nèi)。
[0087]致動(dòng)裝置被控制成以確定致動(dòng)裝置在哪個(gè)注入井和/或生產(chǎn)井中被致動(dòng)的預(yù)定模式釋放能量。一些致動(dòng)裝置可以與其他致動(dòng)裝置相比被更頻繁地致動(dòng)，兩個(gè)不同的致動(dòng)裝置甚至可以在同一天被致動(dòng)。與某些其他致動(dòng)裝置相比被更頻繁地致動(dòng)的致動(dòng)裝置是第一致動(dòng)裝置，其被確定為最接近含水率上升的生產(chǎn)井的致動(dòng)裝置。
[0088]當(dāng)含水率上升時(shí)，致動(dòng)裝置3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上升的生產(chǎn)井的致動(dòng)裝置與其他致動(dòng)裝置相比被更頻繁地致動(dòng)，或者維持所述模式并增加頻率，直到含水率再次下降。
[0089]致動(dòng)裝置可以被布置在注入井I和生產(chǎn)井2兩者中。通過將致動(dòng)裝置布置在生產(chǎn)井2中，能量源更接近被致動(dòng)的區(qū)域。但是，其可能會(huì)妨礙該生產(chǎn)井的生產(chǎn)。通過將致動(dòng)裝置布置在注入井I中，所述源可以更遠(yuǎn)離待被致動(dòng)的區(qū)域。因此，該致動(dòng)裝置不妨礙生產(chǎn)，并且當(dāng)使用一些致動(dòng)裝置、例如流體致動(dòng)槍時(shí)，注入流體或驅(qū)動(dòng)流體的注入也不會(huì)被阻止。
[0090]在圖5中，增產(chǎn)系統(tǒng)的致動(dòng)裝置3是流體致動(dòng)槍，其中通過注入流體對(duì)注入井加壓，以便致動(dòng)所述槍并同時(shí)將流體注入儲(chǔ)層，從而使來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波。所述槍在致動(dòng)周期期間以一區(qū)間被基本上連續(xù)地致動(dòng)，在1-365天的時(shí)間周期期間提供具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的總能量的振動(dòng)。與炸藥致動(dòng)槍相比，通過具有流體致動(dòng)槍，與炸藥致動(dòng)槍相比，致動(dòng)裝置需要被更頻繁地致動(dòng)，因?yàn)樵谝淮吾尫胖校淇讟尡攘黧w致動(dòng)槍釋放大得多的能量。然而，炸藥致動(dòng)槍需要被定期重新加載，如果槍被布置在生產(chǎn)井中則妨礙生產(chǎn)。流體致動(dòng)槍被布置在注入井中，并且不需要被重新加載，并且不必妨礙井中的流動(dòng)。當(dāng)使用炸藥時(shí)，作為安全預(yù)防措施，生產(chǎn)井通常在執(zhí)行致動(dòng)時(shí)被關(guān)閉，并因此在執(zhí)行增產(chǎn)時(shí)生
產(chǎn)被暫停。
[0091]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。射孔槍可包括非穿孔裝料，因而是非穿孔槍。致動(dòng)裝置也可以是電磁錘。
[0092]流體致動(dòng)槍可以是氣體致動(dòng)槍，因而注入流體3是氣體，例如甲烷氣體、二氧化碳或氮?dú)狻Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施例中，氣體積聚在所述槍中的活塞腔室中，沿腔室中的一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)活塞以壓縮彈性件，當(dāng)彈性件不能再進(jìn)一步被壓縮時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)被致動(dòng)，并且活塞沿相反的方向高速移動(dòng)，錘入腔室的后壁中并產(chǎn)生機(jī)械波。在另一實(shí)施例中，所述氣體槍通過脈沖注入流體3被致動(dòng)，產(chǎn)生錘擊效應(yīng)以生成機(jī)械波。所述槍還可以發(fā)射電磁輻射的電磁脈沖。
[0093]化學(xué)反應(yīng)槍是其中兩種化學(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被用作反應(yīng)物，并通過流動(dòng)管線被供給。
[0094]固體燃料槍包括固體燃料，諸如炭、石墨或無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。
[0095]在向地層發(fā)送機(jī)械波時(shí)，為了緩解含油流體更進(jìn)一步積聚，注入流體是熱流體，其在井下注入位置處具有比地層溫度更高的溫度。熱流體的溫度比地層溫度高至少10°c，優(yōu)選比地層溫度高至少25°c，更優(yōu)選比地層溫度高至少50°C。在一些井中，熱流體的溫度是至少150°C，優(yōu)選至少175°C，更優(yōu)選至少200°C，以使熱流體溫度比地層溫度高。
[0096]注入流體是氣體，諸如甲烷氣體或二氧化碳，或者水，例如海水。
[0097]在圖6中，增產(chǎn)系統(tǒng)包括10個(gè)生產(chǎn)井2和18個(gè)注入井1，其中，一些注入井是環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井以及至少一個(gè)非外圍注入井的外圍注入井。外圍注入井在圖6中用虛線27標(biāo)記。外圍注入井中的致動(dòng)裝置在其他注入井之前被致動(dòng)，并且也可以被更頻繁地致動(dòng)以環(huán)繞含油流體和朝生產(chǎn)井2迫壓含油流體。
[0098]當(dāng)將注入流體注入含油流體的下方時(shí)，非外圍注入井與外圍注入井相比被更頻繁地致動(dòng)，因?yàn)榘鼑a(chǎn)井2的流體從地層被排出，因此為注入流體提供了空間以使其能夠流動(dòng)到生產(chǎn)區(qū)域，如圖4a中所示。
[0099]在確定致動(dòng)模式、即給定注入井和/或生產(chǎn)井中的致動(dòng)裝置被致動(dòng)的順序和確定致動(dòng)頻率之前，在至少生產(chǎn)井中使用含水率表和流率計(jì)確定含水率以及持水率。即使生產(chǎn)井2的生產(chǎn)是令人滿意的，也可以執(zhí)行致動(dòng)裝置的致動(dòng)，以便防止生產(chǎn)下降或含水率上升。如果含水率超過預(yù)選范圍，致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率可以增加，或者如果含水率低于預(yù)選范圍，致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率可以降低。
[0100]通過使致動(dòng)裝置以預(yù)定的頻率被連續(xù)致動(dòng)，生產(chǎn)被優(yōu)化，這意味著含水率保持在最佳水平。通過具有這種連續(xù)的致動(dòng)，可以比借助于常規(guī)方法從油田提取出更多的含油流體，并能夠增加產(chǎn)油公司能從儲(chǔ)層提取出的儲(chǔ)油的百分比。目前，當(dāng)油被回收時(shí)，僅提取出最多40%。剩余部分留在儲(chǔ)層中，當(dāng)提取出40%時(shí)，儲(chǔ)層可被干擾到不能提取出剩余的60%的程度。因此，長期以來需要增大該百分比。
[0101]在圖7a中，生產(chǎn)井2在第一生產(chǎn)區(qū)IOa中具有多個(gè)開口，在第二生產(chǎn)區(qū)IOb中，生產(chǎn)井具有其他開口。在第一生產(chǎn)區(qū)IOa的開口中布置有入口閥7、7a，在第二生產(chǎn)區(qū)的開口中布置有與第一生產(chǎn)區(qū)的閥具有不同的入口流率設(shè)定的入口閥7b。這樣，在兩個(gè)生產(chǎn)區(qū)之間的由虛線區(qū)域示出的地層區(qū)域8中產(chǎn)生了壓力梯度，并且通過布置向具有壓力梯度的地層區(qū)域發(fā)送機(jī)械波的致動(dòng)裝置3，該區(qū)域中的含油流體被釋放，這是由于產(chǎn)生微孔以使含油流體流動(dòng)并積聚在更大的池內(nèi)。生產(chǎn)區(qū)借助于環(huán)狀屏障9被分開。
[0102]在圖7b中，致動(dòng)裝置3被布置在注入井I中的位于套管25中的開口 5處的具有不同的出口流率設(shè)定的兩個(gè)注入部5a、5b之間。兩個(gè)出口部5a、5b——其中一個(gè)出口部5a具有與另一出口部5b不同的流率設(shè)定——在位于兩個(gè)注入部5a、5b之間的區(qū)域8中建立了壓力差。致動(dòng)裝置3向具有高的壓力梯度的區(qū)域8內(nèi)發(fā)送機(jī)械波，由此在地層、特別是在砂巖和石灰?guī)r地層中產(chǎn)生微孔，并因而釋放截留在其中的油。
[0103]注水通常導(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粒可以獲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)井中的含油流體的含水率下降。在機(jī)械波的非常高的能量處或接近地層的部分的某些特征頻率時(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的水平。
[0104]如圖5所示，致動(dòng)裝置可以經(jīng)由線纜18被提供動(dòng)力和控制。這樣，致動(dòng)裝置的致動(dòng)可以從井的頂部進(jìn)行控制，并且當(dāng)含水率變化時(shí)可以很容易地從地面改變致動(dòng)模式。而且在完井期間預(yù)集成在注入井的井管結(jié)構(gòu)中的致動(dòng)裝置可以為適當(dāng)?shù)牟⒖梢詮牡孛胬缤ㄟ^壓力波經(jīng)存在于注入井中的注入流體的傳播被致動(dòng)。
[0105]在所述致動(dòng)裝置未被全部沒入套管的情況下，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。
[0106]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】
1.一種用于使油田(101)中的油生產(chǎn)增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)(100)，所述增產(chǎn)系統(tǒng)包括: -多個(gè)井(1，2)，和 -布置在井中的多個(gè)致動(dòng)裝置(3)， 其中，所述致動(dòng)裝置以在1-365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當(dāng)量的能量釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置是可重復(fù)使用的，即，所述致動(dòng)裝置可以被使用數(shù)次，消除了將所述致動(dòng)裝置拉出井外以再裝載的需要。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置以在1-185天的周期內(nèi)發(fā)生一次、優(yōu)選在1-90天的周期內(nèi)發(fā)生一次、更優(yōu)選在1-30天的周期內(nèi)發(fā)生一次、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)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的致動(dòng)裝置，其中，所述致動(dòng)裝置以至少5天的間隔、優(yōu)選以至少10天的間隔、更優(yōu)選以至少15天的間隔被致動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述井是多個(gè)生產(chǎn)井和多個(gè)注入井(I)，多個(gè)致動(dòng)裝置(3)布置在所述注入井和/或生產(chǎn)井中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置以確定致動(dòng)裝置在哪個(gè)井中被致動(dòng)的預(yù)定模式被致動(dòng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，第一致動(dòng)裝置在所述周期的第一天被致動(dòng)，第二致動(dòng)裝置在所述周期的另一天被致動(dòng)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置是流體致動(dòng)槍，所述流體是加壓注入流體，所述槍將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，其中所述槍在所述周期期間以一時(shí)間區(qū)間被連續(xù)地致動(dòng)，在所述周期期間提供總共具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量的振動(dòng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于增產(chǎn)的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，多個(gè)所述致動(dòng)裝置中的至少一部分被布置在多個(gè)外圍注入井中，所述外圍注入井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井和至少一個(gè)非外圍注入井。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置包括從由井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源及換能器、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍所組成的組中選擇的至少一個(gè)構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述注入流體在井下注入位置處具有高于地層溫度的溫度。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，還包括: -至少一個(gè)井中的多個(gè)開口，其中至少兩個(gè)相鄰的開口具有不同的入口流率設(shè)定， 其中，所述致動(dòng)裝置布置在具有不同的入口流率設(shè)定的所述兩個(gè)相鄰的開口之間，以用于將機(jī)械波傳輸至具有高的壓力梯度的地層區(qū)域內(nèi)，從而釋放所述區(qū)域中的油。
13.—種增產(chǎn)方法，包括以下步驟: -在多個(gè)井中布置多個(gè)致動(dòng)裝置，和 -以預(yù)選的頻率范圍或單個(gè)頻率致動(dòng)所述致動(dòng)裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的增產(chǎn)方法，其中，布置在第一井中的第一致動(dòng)裝置以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率在第一井中被致動(dòng)，布置在第二井中的第二致動(dòng)裝置以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率在第二井中被致動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的增產(chǎn)方法，其中，所述致動(dòng)裝置以每次致動(dòng)至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量釋放被致動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，所述致動(dòng)裝置以在1-365天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率被致動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，所述致動(dòng)裝置以在1-185天的周期內(nèi)發(fā)生一次、優(yōu)選在5-90天的周期內(nèi)發(fā)生一次、更優(yōu)選在7-30天的周期內(nèi)發(fā)生一次、甚至更優(yōu)選在7-20天的周期內(nèi)發(fā)生一次的頻率被致動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，包括以下步驟: -以確定致動(dòng)裝置在哪個(gè)井中被致動(dòng)的預(yù)定模式致動(dòng)所述致動(dòng)裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，包括以下步驟: -致動(dòng)環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井的多個(gè)致動(dòng)裝置中的第一致動(dòng)裝置， -致動(dòng)位于基本上距所述第一致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第二致動(dòng)裝置， -致動(dòng)位于基本上距所述第二致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第三致動(dòng)裝置，和 -致動(dòng)位于基本上距所述第三致動(dòng)裝置最遠(yuǎn)處并在所述至少一個(gè)生產(chǎn)井的相對(duì)側(cè)上的第四致動(dòng)裝置，并以此類推，直到所述多個(gè)致動(dòng)裝置中的全部致動(dòng)裝置都被致動(dòng)，然后再次致動(dòng)所述多個(gè)致動(dòng)裝置一預(yù)定次數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至19中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，包括以下步驟: -致動(dòng)環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井的多個(gè)致動(dòng)裝置中的全部致動(dòng)裝置，然后再次致動(dòng)任意所述致動(dòng)裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求13至20中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，其中，所述第一致動(dòng)裝置在所述周期的第一天被致動(dòng)，所述第二致動(dòng)裝置在所述周期的另一天被致動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求13至21中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置是流體致動(dòng)槍，所述流體是加壓注入流體，所述槍將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械波，其中所述槍在所述周期期間被致動(dòng)數(shù)次，在所述周期期間提供總共具有至少0.1千克TNT當(dāng)量的能量的振動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)裝置包括從由井下射孔槍、流體致動(dòng)槍、震源及換能器、化學(xué)反應(yīng)槍或固體燃料槍組成的組中選擇的至少一個(gè)構(gòu)件。
24.根據(jù)權(quán)利要求13至23中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)系統(tǒng)，其中，所述注入流體在井下注入位置處具有高于地層溫度的溫度。
25.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -在多個(gè)外圍注入井中布置多個(gè)致動(dòng)裝置，所述外圍注入井環(huán)繞至少一個(gè)生產(chǎn)井和至少一個(gè)非外圍注入井。
26.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -確定生產(chǎn)井中的含水率，和 -如果所述含水率高于預(yù)選水平，則增加所述致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率，或者-如果所述含水率低于預(yù)選水平，則降低所述致動(dòng)裝置的致動(dòng)頻率。
27.根據(jù)權(quán)利要求13至26中任一項(xiàng)所述的增產(chǎn)方法，還包括以下步驟: -設(shè)定第一生產(chǎn)區(qū)(10，IOa)中的開口中的多個(gè)入口閥(7，7a)的入口流率，使得第二且相鄰的生產(chǎn)區(qū)(10，IOb)中的開口中的入口閥(7，7b)具有不同的入口流率，從而在所述多個(gè)入口閥之間的地層區(qū)域(8)中產(chǎn)生壓力梯度，和 -在井中的與位于具有不同入口流率的所述多個(gè)入口閥之間的地層區(qū)域相對(duì)處布置和致動(dòng)所述致動(dòng) 裝置(3)，從而釋放地層的所述部分中的油。
【文檔編號(hào)】E21B43/25GK103987912SQ201280060410
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】J·哈倫德巴克 申請(qǐng)人:韋爾泰克有限公司