Сейсмическая стимуляция – это использование низкочастотных высокоэнергетических упругих волн для интенсификации потока нефти. Истоки метода восходят к 1950-м гг., когда было замечено, что природные землетрясения могут увеличить добычу нефти на 45 %. Попытки в 1980-х гг. воспроизвести эффект землетрясения с помощью поверхностных вибраторов над целевой зоной оказались в основном неудачными и коммерчески нежизнеспособными. Более перспективной оказалась разработка инструментов, генерирующих подповерхностные ударные волны [1].
Внутрипластовая сейсмическая стимуляция может быть одним из самых «зеленых» вариантов повышения нефтеотдачи. Этот метод не предполагает закачки в землю какого-либо количества потенциально вредных жидкостей или химикатов и не имеет дело с побочными продуктами, образующимися при других методах повышения нефтеотдачи. Фактически он реализуется в полностью закрытом стволе скважины, не имеющем гидравлической связи с пластом [2]. Это может принести определенное облегчение операторам месторождений, сталкивающимся с такими проблемами как управление загрязнением подземных вод вредными химическими веществами, очистка, транспортировка и утилизация больших объемов загрязненных сточных вод или борьба с экологическими последствиями интенсивного использования энергии и углерода, вызванного тепловой закачкой.
Сейсмическая стимуляция, достижимая с помощью одного инструмента, требует значительно меньших инвестиций, чем газовые, тепловые и химические методы закачки, при минимальном воздействии на окружающую среду.
Сейсмическая стимуляция – это использование низкочастотных высокоэнергетических упругих волн для интенсификации потока нефти.
Сейсмическая стимуляция – это использование низкочастотных высокоэнергетических упругих волн для интенсификации потока нефти.
Инструмент для сейсмической стимуляции (рис.), срок службы которого составляет до 1,5 лет и который обычно не требует технического обслуживания, работает от обычной насосной установки и может быть установлен в заброшенных скважинах на глубине от 200 до 3000метров [3]. Его относительно легко транспортировать к скважинам, поскольку он поставляется в виде трех предварительно собранных сегментов в одном ящике. Инструмент устанавливается в заброшенный ствол скважины, соединяется с колонной штанг, а затем с насосной установкой. Насосная установка приводит в движение три плунжера внутри инструмента в унисон. Самый нижний плунжер содержит ходовой клапан для подачи жидкости. Когда плунжер достигает верхней точки своего хода, он выходит из нижнего ствола и выпускает сильно сжатые жидкости, создавая упругие волны.
Внутрипластовая сейсмическая стимуляция может быть одним из самых «зеленых» вариантов повышения нефтеотдачи. Этот метод не предполагает закачки в землю какого–либо количества потенциально вредных жидкостей или химикатов и не имеет дело с побочными продуктами, образующимися при других методах повышения нефтеотдачи.
Жидкости, сжатые до давления более 2,5 мегапаскаля между нижним и средним плунжерами, высвобождаются за миллисекунды, создавая классическую гидродинамическую ударную волну. Специализированная трубка действует как камера сжатия. Верхний узел действует как демпфер, замедляющий скорость подъема системы при выстреле. Демпфер поддерживает нагрузку на насосную установку не менее 1135 кг для предотвращения нулевой нагрузки.Процесс повторяется по мере всасывания воды в инструмент и ее выпуска. Инструмент выпускает всего 10 л жидкости и не имеет гидравлического соединения с резервуаром. Импульс упругих волн не повреждает цементное соединение или целостность ствола скважины.
Упругие волны повторяются каждые 10 секунд, день за днем, обеспечивая более 2 миллионов ударных волн в пласте в течение всего срока службы инструмента. Через 1–1,5 года инструмент подлежит замене.
Генерируемые инструментом упругие волны мобилизуют капли нефти, прилипшие к зернам пласта [4]. Хотя инструмент работает в одной заброшенной скважине, его действие распространяется через блоки разломов и пласты, стимулируя повышение нефтеотдачи в скважинах в радиусе до 2250 м.
Сейсмическая стимуляция лучше всего работает в коллекторах с барьерами на пути потока, которые создают карманы обходной нефти. Неподвижные капли нефти смещаются, когда скважинные упругие волны распространяются как горизонтально, так и вертикально.
Генерируемые упругие волны не имеют барьеров ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскости. Блоки разломов, стратификация и изменения фазы не останавливают сейсмическую стимуляцию, как они препятствовали бы обычным методам повышения нефтеотдачи на основе жидкости. Именно поэтому должно наблюдаться значительное улучшение в добыче нефти и нефтеотдаче на стареющих месторождениях.
Из всего этого следует, что технология сейсмической симуляции является очень актуальной и востребованной в современном мире, т.к. может повысить экономические показатели разработки месторождения, повысить добычу скважин и снизить вредное воздействие на экологию.