用于主要是波处理生产层的方法技术

本发明专利技术涉及用于提取矿物产品的土工技术方法，尤其是涉及通过受控物理波用于作用生产层的方法，并可用于从地球内部提取液态和气态烃类、水及其它液态和气态矿物产品，并且也可以用于地球物理探究。本发明专利技术的目的是通过增加土壤附加体的体积中土壤的密度，比重和刚度，来增加地震振动信号从安置在地面上的地震振动信号源传送到生产层的传送效率。本发明专利技术的方法在于借助于其发射平台安置在地面上的地震振动源对生产层实施的波作用，以及改变土壤附加体的体积中土壤的物理－力学性质的手段。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

所预期的专利技术涉及土工技术方法，尤其是涉及通过可控制的物理波作用在地下生产层上的方法，并可以用于从地球内部回收液态和气态烃类、水及其它液态和气态有用产品，及用于地球物理研究(探查)中。在上述方法中，地震信号从信号源传送到生产层的效率低，并且没有能改变对地层作用的参数的手段。附加到发射平台(底板)上的土壤体使振动衰减，并且这导致吸收未达到生产层的能量。还已知的是一种按照1990年在专利技术公报NO.36中发布的专利技术人证书NO.1596081，Cl. E 21B 43/00所述的开发注水油田的方法，该方法包括以下步骤用井开发地层；通过一群生产井采收地层流体；用从振动的土壤源发出的地震信号作用在地层上；通过检索发出的振动频率确定有效作用的频率；确定在作用之前和之后采收的流体组成和量。找出具有固定油相的流水油田区，将地震振动源安装在这个区域内的一群生产井上，把测震仪向下放入其中一个生产井内直达储层深度，在2-3天时间内测量微震背景，同时测定井中流体中的含油百分率，并在频率检索情况下实施地震振动作用。在作用完成时，测量微振背景的振幅谱，从该振幅谱中所显示的附加频率中找出主频率，在此频率下实施作用，地震振动源交替地偏移半个波长直至井流体中的油含量停止增加为止，并确定地震振动源作用有效区域的半径，安置若干附加的振动源，并相互间隔开，以使它们之间的距离等于振动源作用有效区域的直径，并且在主频率下实施地震振动作用。上述方法由于附加土壤体中的能量损失，所以也是有缺点的，因为土壤由于存在孔隙和裂缝，而衰减波动，并使对生产层作用的效率降低，尽管采用振动主频率。此外，由于必须将地震振动源偏移半个波长，所以也使油生产过程变复杂。与本专利技术的方法在技术要素和所达到的效果方面最接近的类似方法，是按照在1997年NO.13专利技术公报中所公布的俄罗斯专利RF 2078913，CL.E 21B 43/18所述的开发油气藏的方法。该方法包括通过注入井注射驱替剂(顶替剂)，通过生产井采收地层流体；用频率检索从土壤振动源对生产层实施周期性的地震振动作用；确定在实施该作用之前和之后采收流体的量；从地层微振动背景对地震振动作用的响应揭示出地层的主频率；及在主频率下实施附加的地震振动作用。在每个周期中，通过改变注入驱替剂和采收地层流体的速率，在同时逐步降低地层压力，即每一步降低ΔP的情况下，实施具有频率检索的周期性地震振动作用。然后确定降低地层压力的值，该值保证在主频率下地层对地震振动作用的最大响应，并用这个降低的地层压力值实施附加的地震振动作用。在那以后，使地层压力恢复到保证最佳地层开发条件的值，并再次对地层实施附加的地震振动作用。考虑中的这种方法有一个缺点是在土壤附加体中损失能量，因为土壤附加体由于存在孔隙和裂缝，而使振动衰减，因此地震振动作用的效率降低。而且，这种已知的方法由于必需改变注入驱替剂的速率而难以完成。专利技术提要本专利技术所要解决的技术问题，是通过增加土壤附加体(附连体)的体积中土壤的密度、比重和刚度，提高地震振动信号从安置在地面上的地震振动信号源传送到生产层的效率。这个问题是这样解决的在主要是波处理生产层的方法中，借助于一个与发射平台一起安置在地面上的地震振动器，对生产层进行波作用，按照该技术解决方案，在土壤附加体的体积内改变土壤的物理-力学性质。这些操作的组合，使得能增加地震振动信号从安装在地面上的地震振动信号源传送到生产层的效率。这是通过减少这种信号在土壤外加体中的损失完成的，因为它能通过改变土壤的物理-力学性质来减少土壤中的孔隙和裂缝，并因此，能增加土壤附加体的刚度，它的比重和密度。合适的是，在对生产层进行波作用之前或之后，改变土壤附加体的体积内土壤的物理-力学性质。在这种情况下，改变物理-力学性质的操作简化了，因为它可以在任何方便的时间里实施，而与对生产层实施波作用的时间无关。在波作用之前实施操作，能得到这个特定的波对生产层作用时的效果。在波作用之后实施操作，能得到在下一个波对生产层作用时的效果。在对生产层进行波作用的过程中，能够改变土壤附加体的体积内土壤的物理-力学性质。这种解决方案使得对地层的作用更有效，因为排除了土壤松驰和液体从孔隙和裂缝中蒸发(泄漏)的过程。合适的是，通过用实际上不可压缩的液体充满土壤中的孔隙和裂缝，改变土壤附加体的体积内土壤的物理-力学性质。这种解决方案使它能增加土壤附加体的刚度、比重和密度。而且，用于瑞利波(Rayleigh波)的能量损失减少。我们将说明这一事实。在介质的表面激发过程中，产生了几种类型的波。用于它们激发所消耗的能量近似如下纵向波，8％；瑞利波，70％；C-波，20％。还知道，在理想流体中，瑞利波不被激发。所提出的方法提供一种接近理想流体的多相介质(非均匀介质)；因此，出现了一种能量再分配用于激发不同类型的波。为了激发我们感兴趣的纵向波，花去7-10倍以上的能量。这最终有助于提高振动信号传送到生产层的效率。合适的是用水作为实际上不可压缩的液体。这样简化了所提出方法的实施。还有合适的是，用一种处于液体聚集态的物质，例如液体玻璃，作为实际上不可压缩的液体。这种解决方案大大增加了土壤附加体的刚度，密度，和比重，这样就增强了地震振动信号向生产层的传送。而且，液体玻璃在环境温度的作用下转变成固相之后，不会蒸发并且不流入土壤附加体之外的土壤中，因此保证了所得到性质的持久性。还有合适的是，用一种具有低冰点的液体，比如煤油或防冻液，作为实际上不可压缩的液体。这种解决方案使它能够，在提供土壤附加体的刚度、密度和比重增加的同时，在冬天条件下使用所提出的方法。在冬季条件下，合适的是，在用实际上不可压缩的液体填充孔隙和裂缝之前将该液体加热。这将使得能够在冻土层深入土壤中不深时采用所提出的技术解决方案，因此拓宽了本专利技术在不同天气条件下应用的范围。合适的是，将水加热至有蒸汽形成这拓宽了所提出的方法的潜在应用范围，因为蒸汽比液体能渗入更小的孔隙和裂缝中(一段时间后，蒸汽在周围土壤的温度作用下转变成液体)。此外，蒸汽可更充分地加热土壤的薄的冻结层，同时保证水分穿过该冻结层渗入。合适的是，利用通过打出至少一口井并随后将填充材料加入该井中而深入压实土壤，改变土壤附加体的体积内土壤的物理-力学性质。这些操作的结合，使得能提高地震振动信号从安置在地面上的地震振动信号源传送到生产层的效率，因为在打井的过程中，用被径向推移的土壤填充孔隙和裂缝。合适的是，用一种液体，比如水，作为填充材料。这将使得能够除了增加土壤附加体的体积内土壤的比重、密度、和刚度之外，减少波能的损失，因为在液体介质中，不形成表面波(瑞利波，勒夫波(Love波))。在所考虑的情况下，在加水到介质中时，该介质的性质接近液体介质。因此，这时减小了由形成瑞利波和勒夫波所造成的消耗，但不是完全排除它们，因为介质实际上还不是液体。还有合适的是，用松散材料，比如废石或砂，作为填充材料。这种解决方案在增加密度、比重和刚度方面比前面的解决方案更有效，因为填充材料(废石或砂)的比重大于水的比重。在这种情况下，合适的是将松散的材料润湿。这种解决方案还进一步增加了传送地震振动信号的效率，因为产生表面(瑞利，勒夫)波的可能性减少了，并且在土壤附加体的体积内土壤的比重、密度、和本文档来自技高网...

【技术保护点】
主要是波处理生产层的方法，在于借助于地震振动源对生产层进行作用，该地震振动源与一发射平台一起安置在地面上，其特征在于：土壤的物理－力学性质在其附加体的体积内被改变。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MV康尔伦亚，SV谢尔茹科夫，KB特卡奇，
申请(专利权)人：俄罗斯科学院西伯利亚矿业分院，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]