增产方法
【专利摘要】本发明涉及一种增产方法，该增产方法包括如下步骤：将流体致动枪经井口和/或防喷器布置在井中，将所述井分为第一部分和第二部分，所述第一部分比所述第二部分更靠近井口和/或防喷器；用热流体对井的第一部分加压，热流体的温度高于井下注入位置处的地层温度；致动所述流体致动枪，由此将来自加压热流体的能量转化成机械波；将所述机械波引入地层内；和在借助于热流体致动所述流体致动枪的同时将热流体注入地层内。此外，本发明涉及一种用于使油田中的油生产增产的增产系统。
【专利说明】增产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增产(激励，stimulation)方法。此外，本发明涉及一种用于使油田中的油生产增产的增产系统。
【背景技术】
[0002]在从含烃储层回收含烃流体如油时，通常可以通过仅利用储层中存在的自然力的所谓的初级回收方法仅回收原油的一小部分。已经采用多种补充回收技术来增加油从地下储层的回收。最广泛使用的补充回收技术是注水，其涉及将水注入储层。当水通过储层移动时，其用于将储层中的油移向或冲向回收油的生产井。因此，在含烃流体的回收中，通过从围绕生产井的注入井注水来保持储层压力。定期测量所回收的含烃流体的含水率(watercut)以检测水穿透。水可来自注入井或可以是从储层自然产生的水。为了避免水穿透并改善生产，已经尝试利用使用其它驱动流体如CO2的所谓的次级回收方法。
[0003]改善回收流体中的烃的生产的另一种方法是使用对储层激励。增产方法包括使用工具并在绝对必要——例如，当含水率高于预定水平，例如含90%的水时——之前很少启用。当含水率降低或高于预定水平时，已知的增产工具向储层内发出机械振动。然后，用于发出振动的工具被浸入生产井的大致与生产区相对的位置，而同时生产设定为暂停状态。然后，增产已完成之后重新开始生产。增产工具也可以被布置在注入井中，使得可以在增产过程中继续生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是完全或部分地克服现有技术的上述缺点和不足。更具体地，本发明的一个目的是提供一种增加储层中的含油流体的运移性的改进的增产方法。
[0005]通过根据本发明的解决方案完成从以下的说明中将变得显而易见的上述目的以及多个其他目的、优点和特征，本发明涉及一种增产方法，所述方法包括如下步骤:
[0006]-将流体致动枪经井口和/或防喷器布置在井中，将所述井分为第一部分和第二部分，所述第一部分比所述第二部分更接近井口和/或防喷器，
[0007]-用热流体对井的第一部分加压，所述热流体的温度高于井下注入位置处的地层的温度，
[0008]-致动所述流体致动枪，从而将来自加压热流体的能量转换成机械波，
[0009]-将所述机械波引入地层，和
[0010]-在借助于热流体致动流体致动枪的同时，将所述热流体注入地层。
[0011]通过用热流体连续地致动油田，含油流体的运移性因而大大提高。通过振动和含油流体积聚在地层中的较大区域或池、如砂岩或石灰岩中所形成的密度变化两者增加运移性。
[0012]在一个实施例中，流体可以在所述第一部分中进入所述枪，致动该枪，并通过出口离开所述枪，进入第二部分并被注入到地层内。[0013]热流体的温度可以比地层的温度高至少10°C，优选比地层的温度高至少25°C，更优选比地层的温度高至少50°C。
[0014]此外，注入位置处的热流体的温度可以是至少150°C，优选至少175°C，更优选至少 200。。。
[0015]此外，流体致动枪每次致动可排出至少50克TNT (三硝基甲苯)当量的能量，优选每次致动排出至少75克TNT当量的能量，更优选每次致动排出至少100克TNT当量的能量。
[0016]流体致动枪可以是气体致动枪或化学反应枪。
[0017]在一个实施例中，流体致动枪可以被致动，从而产生具有介于0.0lHz和40Hz之间的频率的机械波。
[0018]在另一实施例中，流体致动枪可以以介于0.0lHz和40Hz之间的频率被致动。
[0019]该流体可以是气体，例如甲烷气体或二氧化碳。
[0020]上述增产方法还可以包括如下步骤:将所述枪布置在具有不同入口流率设定的两个相邻的阀之间，以用于将机械波传输至具有高的压力梯度的地层区域内，从而释放所述区域中的油。
[0021]通过在该区域中提供机械波时提供压力差或压力梯度，在诸如砂岩或石灰岩的地层中产生微孔。此外，该能量释放在地层中的存在压力梯度的区域中提供微孔，从而有助于将含油流体截留在孔中，以流动和积聚到含油流体的较大区域内。
[0022]此外，流体致动枪可以布置在井的跟部位置。
[0023]此外，上述增产方法还可以包括如下步骤:在致动前通过至少一个锚定件将所述流体致动枪锚定在位于井的所述第一部分和所述第二部分之间的井眼套管中。
[0024]此外，上述增产方法可以包括如下步骤:使围绕所述流体致动枪的封隔器膨胀，从而在致动所述枪之前将井分成所述第一部分和所述第二部分。
[0025]所述枪可发射电磁辐射的电磁脉冲。
[0026]所述枪可包括电磁锤。
[0027]此外，所述流体致动枪在井的第一部分被加压时被连续地致动。
[0028]此外，上述方法可在砂岩和/或石灰岩中执行。
[0029]本发明还涉及一种用于使油田中的油生产增产的增产系统，该增产系统包括:
[0030]-具有套管的生产井，
[0031]-具有套管的注入井,和
[0032]-流体致动枪，其被布置在注入井中，从而将注入井分成第一部分和第二部分，
[0033]其中，注入井的第一部分通过热流体被加压，从而致动所述枪以向围绕注入井的套管的地层内提供机械波，所述热流体的温度高于井下注入位置处的地层的温度。
[0034]在一个实施例中，注入位置处的热流体的温度可以比地层温度高至少10°C，优选比地层温度高至少25°C，更优选比地层温度高至少50°C。
[0035]在另一实施例中，注入位置处的热流体的温度可以是至少15(TC，优选至少175°C，更优选至少200°C。
[0036]此外，所述枪可以被永久地布置在注入井中。
[0037]此外，所述枪可以包括枪体和围绕枪体的封隔器。
[0038]此外，所述枪可被永久地锚定在注入井的套管中。[0039]此外，注入井可以包括注入开口，并且该开口可以被布置在套管的第二部分中。
[0040]通过具有允许流体在致动后穿过枪流动的流体致动枪，流体可以进入井的第二部分，以便用于在井的第二部分中的枪的下方注入。
[0041 ] 此外，该井可包括跟部，流体致动枪可以被布置成靠近该跟部。
[0042]上述增产系统还可以包括在井上方布置在井口或防喷器或钻机处的泵。
[0043]在一个实施例中，所述流体可以是气体。
[0044]所述枪可以包括活塞腔室中的活塞和布置成当加压流体在腔室中沿一个方向推动活塞时被压缩的弹性件，所述活塞随后被释放，借助于机械波产生机械力。
[0045]在一个实施例中，所述流体可以是液体。
[0046]在另一实施例中，所述流体可以是水。
[0047]所述枪还可以包括用于通过流体对井加压的泵。
[0048]此外，所述枪可以具有布置成与井的第一部分流体连通的入口，以及布置成与井的第二部分流体连通的出口。
[0049]此外，所述枪可在将气体注入地层内时将来自加压流体的能量转化成振动。
[0050]由所述枪产生的振动可以沿径向远离井传播到地层中。
[0051]此外，所述枪可以包括出口，所述出口用于在所述枪被致动后使流体进入井的第二部分内，以便使流体经井的第二部分中的套管壁中的开口被注入地层。
[0052]在一个实施例中，流体致动枪可以是在介于0.0lHz和40Hz之间的频率下运行的低频枪。
[0053]此外，流体致动枪可以在井的第一部分被加压的同时连续地运行。
[0054]此外，所述系统可以包括多个生产井/注入井，并且多个所述井可以具有布置在其中的流体致动枪。
[0055]此外，上述增产系统可以在四个位置处包括环形屏障，在第一环形屏障和第二环形屏障之间形成第一生产区，在第三环形屏障和第四环形屏障之间形成第二生产区。
[0056]此外，套管可以包括布置在井的第一部分中的第一阀部和布置在井的第二部分中的第二阀部，所述阀部具有不同的流率设定，使得在所述第一阀部和所述第二阀部之间的地层中产生压力梯度。
[0057]在本发明的另一方面中，上述增产系统还可以包括多个入口阀，所述入口阀包括具有不同的入口流率设定的至少两个相邻的阀，其中可以在所述的具有不同入口流率设定的两个相邻的阀之间布置致动装置，以用于将机械波传输至具有高的压力梯度的地层区域，从而释放所述区域中的油。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]以下将参考示意性附图更加详细地对本发明及其多个优点进行说明，所述附图为了说明的目的仅示出了 一些非限制性的实施例，其中:
[0059]图1示出了井中的流体致动枪，
[0060]图2示出了井中的流体致动枪的另一实施例，
[0061]图3示出了注入井和生产井两者，
[0062]图4示出了具有两个生产区的井和布置在它们之间的枪，[0063]图5a示出了从上面观察到的油田，
[0064]图5b示出了在立体图中观察到的增产系统，和
[0065]图6示出了布置在井的跟部附近的枪。
[0066]所有的附图都是高度示意性的，并不一定按比例绘制，并且它们只示出了为了解释本发明所必需的部分，其它部分被省略或仅仅给予暗示。
【具体实施方式】
[0067]图1示出在注入井200中的流体致动枪1，其借助于将所述枪锚定和封隔在套管25中的环形封隔器19将井2分成第一部分21和第二部分22。第一部分21与第二部分22相比是最靠近图6所示的井的顶部中的井口 23和/或防喷器23的井部分。图1的流体致动枪I借助于向所述枪提供动力并可经其控制所述枪的缆线10浸没入井内，例如用于使封隔器19膨胀。在通过围绕枪的枪体41的封隔器将所述枪锚定在井中之后，用热流体3对井200的第一部分21加压。热流体的温度高于穿过井的第二部分中的开口 5的井下注入位置15处的地层4的温度。流体流经所述枪之后，经套管25中的开口 5被注入，并且热流体加热地层中的流体，形成储层中的含油流体的更高的运移性。被注入的流体进一步向生产井移动或驱动含油流体，并且被注入的流体还在回收油的同时保持储层压力。
[0068]第一井部分21中的加压流体致动流体致动枪1，从而将来自加压流体3的能量转化成机械波6，该机械波6被引导穿过地层行进和增加含油流体的运移性以使其更容易地在地层中流动并在地层中的为砂岩或石灰岩的较大区域或池中积聚。通过在致动流体致动枪I的同时向地层4注入热流体3，油的运移性进一步增加，因为由于热量的作用，油将更容易流动。
[0069]在图1中，流体进入在井的第一部分中的枪的入口 11，致动所述枪，并通过出口 12离开所述枪流动到第二部分并被注入到地层内。来自热的加压注入流体的能量的一部分被转化成所述枪中的机械波，随后注入流体离开所述出口并且通过套管25中的开口 5被注入储层。
[0070]在通过开口 5的注入位置15处，热流体的温度比地层温度高至少10°C，优选比地层温度高至少25°C，更优选比地层温度高至少50°C。则注入位置处的热流体的温度是至少150°C，优选至少175°C，更优选至少200°C。
[0071]当提供机械波时，流体致动枪I每次致动排出至少50克TNT当量的能量，优选每次致动排出至少75克TNT当量的能量，更优选每次致动排出至少100克TNT当量的能量。由于随后基本上连续并与注入同时发生致动，一天的时间段上从流体致动枪排出的能量总量等于射孔枪每次致动排出至少5千克TNT当量的能量。通过使流体致动枪基本上连续地被致动，生产被优化，这意味着含水率保持在最佳水平。通过具有这种连续的致动，也可以比借助于常规方法从油田提取出更多的含油流体，并能够增加产油公司能从储层提取出的储油的百分比。目前，当油被回收时，仅提取出最多40%。剩余部分留在储层中，当提取出40%时，储层被干扰到不能提取出剩余的60%的程度。因此，长期以来需要增大该百分比。
[0072]在图1中，流体致动枪I是气体致动枪，因而注入流体3是气体，诸如甲烷气体或二氧化碳。在一个实施例中，气体积聚在所述枪中的活塞腔室中，沿腔室中的一个方向驱动活塞以压缩弹性件，当弹性件不能再进一步被压缩时，释放机构被致动，并且活塞沿相反的方向高速移动，锤入腔室的后壁中并产生机械波。在另一实施例中，所述气体枪通过脉冲注入流体3被致动，产生锤击效应以生成机械波。
[0073]在图2中，流体致动枪I是经两种不同的流体各自的管路32a、32b被供给这两种流体的化学反应枪，然后流体在所述枪中混合并反应以产生穿过地层行进的机械波，从而使油生产增产。所述枪借助于锚定件26被锚定在井中，注入流体3通过出口 12进入并通过开口 5注入地层4，但如果出口被定位在所述锚定件上方，流体也可以在通过套管25中的开口 5被注入之前还经过锚定件。
[0074]因此，流体致动枪I通常被布置在邻近生产井102的注入井200中，如图3所示，以便通过增加储层中的油的运移性来使油生产增产。一些加压流体3可通过井的第一部分21中的开口 5被注入，一些加压流体在所述枪产生机械波6时通过所述枪进入后可通过井的第二部分22中的开口 5被注入。
[0075]在图4a中，枪I被布置在生产井2中的具有不同的入口流率设定的两个相邻的阀部7a、7b之间。第一阀部7a被布置在井的第一部分21中，第二阀部7b被布置在井的第二部分22中。通过在四个位置布置环形屏障14，在第一环形屏障14a和第二环形屏障14b之间建立第一生产区10a，在第三环形屏障14c和第四环形屏障14d之间建立第二生产区10b。两个生产区各具有入口部7a、7b，其中所述第一阀部7a具有与所述第二阀部7b不同的流率设定，由此在两个生产区10a、10b之间的区域8中产生了压差。该区域由虚线标识。然后，所述枪将机械波6传送到具有高压力梯度的地层区域8内，从而释放所述区域中的油，这是由于在该区域中所传输的机械波在地层、特别是在砂岩或石灰岩地层中产生微孔。
[0076]在图4b中，枪I被布置在注入井200中的在套管25中的开口 5处的具有不同的出口流率设定的两个注入部或出口部5a、5b之间。第一出口部5a具有与第二出口部5b不同的流率设定，这在介于两个注入部5a、5b之间的区域8中产生了压力差。当所述枪向具有高的压力梯度的区域8内传送机械波6时，在地层、特别是在砂岩和石灰岩地层中产生微孔，由此释放被截留在其中的油。
[0077]注水通常导致可从储层提取的油量增加。然而，在某个位置处，注水将不能迫使任何更多的油流出储层，并导致含水率增加。含水率的增加可能来源于注水或存在于储层附近的水。在该位置处或甚至之前，穿过地层的该部分的机械波可使地层被激励，使得地层中的油滴或颗粒可以获得足够的能量以离开将油滴或颗粒束缚在地层中的表面，从而允许它们被溶解在地层中的自由流动的流体如注入流体中。这可进一步提高储层中的油的生产，导致生产井中的含油流体的含水率下降。当地层中的流体具有压力梯度时，地层可能在受到机械波时被迫开裂、断裂或分裂，使油滴或颗粒离开封闭的油池、封闭的地层微孔或地层中的其他封闭体积，从而增加了含油流体中的油的水平。所述枪可进一步向井下移动，以定位在水进入井的位置附近，以便向此地层区域提供机械波形式的足够的动力，从而使水在地层的含油部分的下面汇集。
[0078]图5a示出了从上方观察到的油田101的视图，该油田包括两个生产井2:2a、2b和六个注入井la、lb、lc、ld、le、lf。图5b示出用于使油田101中的油生产增产的增产系统100。该增产系统100包括多个注入井la、lb、lc、Id、le、lf，多个生产井2a、2b和多个布置在注入井中的流体致动枪I。为了使油生产增产，流体致动枪I基本上连续地被致动，朝具有开口的生产区10a、10b迫压含油流体。[0079]通过以预定频率使油田增产，生产被定期增产而不是仅当含水率增加时才被增产。油池——即地下的油积聚处诸如充满小的有油的孔或微孔的岩石体积——则被所释放的能量连续地影响，并提高来自地层的油的生产。由增产产生的微孔使油流动并积聚在含油流体的较大的池或区域中。通过将注入流体注入，同时用机械增产方式激励储层，含油流体的较大的池或区域可能被朝注入井附近的生产井迫压。
[0080]如图6所示，流体致动枪I可以被布置在注入井或生产井的跟部位置24中。通过将所述枪布置在根部部分中，机械波6也通过套管25被传送，从而帮助所述波在地层中进
一步传播。
[0081]流体借助于布置在井口或防喷器处的泵42被加压，如图6所示。所述泵也可以被布置在钻机43处。
[0082]在另一实施例中，所述枪发射电磁辐射的电磁脉冲。所述枪还可以包括电磁锤。
[0083]在所述枪未被全部没入套管的情况下，可使用驱动单元如井下牵引器在井中将工具推至正确位置。井下牵引器是任意类型的能够在井中推进或牵拉工具的驱动工具，诸如Well Tractor?。井下牵引器包括布置在可伸缩臂上的轮。
[0084]虽然以上已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了说明，但是对于本领域的技术人员而言，在不脱离由下述的权利要求所限定的本发明的情况下可以设想多种修改是显而易见的。
【权利要求】
1.一种增产方法，包括如下步骤: -将流体致动枪(I)经井口(23)和/或防喷器(23)布置在井(2)中，将井分为第一部分(21)和第二部分(22)，所述第一部分(21)比所述第二部分(22)更接近井口(23)和/或防喷器(23)， -用热流体(3)对井(2)的所述第一部分(21)加压，所述热流体的温度高于井下注入位置(5)处的地层⑷的温度， -致动所述流体致动枪(I)，从而将来自加压热流体(3)的能量转换成机械波(6)， -将所述机械波出)引入地层(4)，和 -在借助于所述热流体致动所述流体致动枪(I)的同时，将所述热流体(3)注入地层⑷。
2.根据权利要求1所述的增产方法，其中，所述流体致动枪每次致动排出至少50克TNT当量的能量，优选每次致动排出至少75克TNT当量的能量，更优选每次致动排出至少100克TNT当量的能量。
3.根据权利要求2所述的增产方法，其中，所述流体致动枪是气体致动枪或化学反应枪。
4.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，还包括如下步骤:将所述枪布置在具有不同入口流率设定的两个相邻的阀之间，以用于将机械波传输至具有高的压力梯度的地层区域内，从而释放所述区域中的油。
5.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，还包括如下步骤:在致动前通过至少一个锚定件(26)将所述流体致动枪(I)锚定在位于井(2)的所述第一部分(21)和所述第二部分(22)之间的井眼套管(25)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，还包括如下步骤:使围绕所述流体致动枪(I)的封隔器(19)膨胀，从而在致动所述枪之前将井分成所述第一部分(21)和所述第二部分(22)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，其中，所述枪发射电磁辐射的电磁脉冲。
8.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，其中，所述流体致动枪在井的所述第一部分被加压时被连续地致动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的增产方法，其中，在砂岩和/或石灰岩中执行所述方法。
10.一种用于使油田中的油生产增产的增产系统，该增产系统包括: -具有套管(25)的生产井(2)， -具有套管(25)的注入井(200)，和 -流体致动枪(I)，所述流体致动枪被布置在所述注入井中，从而将所述注入井分成第一部分(21)和第二部分(22), 其中，所述注入井的所述第一部分通过热流体(3)被加压，从而致动所述枪以向围绕所述注入井的套管的地层(4)内提供机械波(6)，所述热流体的温度高于井下注入位置(5)处的地层的温度。
11.根据权利要求10所述的增产系统，其中，所述枪被永久地布置在所述注入井中。
12.根据权利要求10或11所述的增产系统，其中，所述枪包括枪体(41)和围绕枪体的封隔器(19)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的增产系统，其中，所述注入井包括注入开口(5)，并且其中所述开口布置在套管的所述第二部分中。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的增产系统，其中，所述井包括跟部(24)，并且其中所述流体致动枪布置成靠近所述跟部。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的增产系统，还包括在井上方布置在井口或防喷器或钻机(43)处的泵(42)。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的增产系统，其中，所述枪包括出口(12)，所述出口用于在所述枪被致动后使流体进入井(2)的所述第二部分内，以便使流体经井的所述第二部分中的套管壁中的开口被注入地层。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的增产系统，其中，所述流体致动枪是在介于0.01Hz和40Hz之间的频率下运行的低频枪。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的增产系统，其中，所述流体致动枪在井的所述第一部分被加压的同时连续地运行。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的增产系统，其中，所述系统包括多个生产井/注入井，并且多个所述井具有布置在其中的流体致动枪。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的增产系统，还在四个位置处包括环形屏障(14，14a，14b，14c，14d)，在第一环形屏障(14a)和第二环形屏障(14b)之间形成第一生产区(10a)，在第三环形屏障(14c)和第四环形屏障(14d)之间形成第二生产区(10b)。
21.根据权利要求10至20中任一项所述的增产系统，其中，所述套管包括布置在井的所述第一部分(21)中的第一阀部(7a)和布置在井的所述第二部分(22)中的第二阀部(7b)，所述阀部具有不同的流率设定，使得在所述第一阀部和所述第二阀部之间的地层中产生压力梯度。
【文档编号】E21B28/00GK103975119SQ201280060368
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】J·哈伦德巴克 申请人:韦尔泰克有限公司