專利名稱：一種使用振擊工藝井的井下振動采油方法
技術領域：
本發明涉及一種油田高含水期提高采收率的振動采油方法，尤其涉及一種使用振擊工藝井的井下振動采油方法。
從六十年代末開始，前蘇聯進行的以單井為處理對象的各種物理方法振動處理近井帶地層的作業措施獲得了極大的成功，20年來增產原油900多萬噸，增加注水量3500多萬方，八十年代后期，前蘇聯又開始了地面震源振動處理整個油層的試驗，極大的提高了油田開發后期的原油采收率，九十年代初期起，我國一些油田也開始了地面震源振動采油的礦場試驗，取得了增產原油數萬噸的增產效益。地面振動采油雖然在國內外現場試驗中取得了十分可觀的增油效益，所使用的設備和工藝也不算復雜，但從國外首次現場試驗成功起，到現在已經十年了，按經濟規律，地面震源應該獲得迅速而大面積的推廣應用，但國內國外的推廣程度并不算高，究其原因，地面震源就它目前有限的處理深度和處理范圍，已經對地面環境和地面設備的正常運轉造成了影響，同時，地需震源產生的振動能量絕大部分被第四系軟地層吸收了，僅有百分之幾的能量能夠傳遞到處理油層，如果想繼續提高振動處理深度，受效面積和增產幅度，那就要再提高已高達50-100噸的地面震源的攏動力，將使地面環境污染的問題變得更加突出，因此，地面震源沒有得到應有的大面積的推廣應用，目前，國外已發展了十多種用于井間地震的井下震源，另外也發展了用于油井振動解堵的電火花井下震源，各種井下震源每擊發1次釋放出的能量1-5千焦耳，最大的不超過1萬焦耳，因為不管何種井下震源，它們都在開發生產井中炮眼附近的井壁上釋放振動能量，但生產井油層套管水泥環允許承受的破壞應力是有限的，美國一份報告中指出，井壁能夠承受的連續性破壞應力不允許超過0.14MPa，雖然現有的井下震源遠不能滿足油層整體振動采油的能量需求，但它對井壁產生的最大破壞應力已接近臨界值，因此，現有的井下震源，受生產井套管水泥環破壞應力臨界值的限制，無法再往油層整體振動采油所需要的大能量方向發展，要想利用油層整體振動大幅度提高油田后期開發的原油采收率，必須徹底擺脫這種限制，徹底變更井下震源的工作條件。
本發明的目的在于設計出一種不影響地面環境、經濟實用、能夠大面積推廣、可大幅度提高油田高含水期原油采收率的井下振動采油方法。
本發明采用的技術方案是在油田開發井網內的構造上對振動敏感的部位設計專用于振擊地層的振擊工藝井或者在老油田的廢棄井中選擇專用于振擊地層的振擊工藝井進行區塊整體振動采油的先導試驗，完全為振擊工藝而設計的振擊工藝井是不下油管不射孔的干井具有井眼淺而大的特點，設計完鉆井深進入巖石硬地層即可，井底是具有鋼砧的特殊人工井底，老井或廢棄井改用的振擊工藝井要按上述要求重新改造原有的人工井底，用常規作業提升設備通過鋼絲繩和作業井架把超級井下重錘提升到一定高度后落下，砸擊在頂部為鋼砧的人工井底上，鋼砧人工井底受到重錘砸擊，隨之產生強烈的人工地震波，并以縱波形式向下傳遞到整個油藏，使油藏內部的每個波至點隨之發生受迫振動。根據先導試驗獲得的振擊工藝井單井控制的有效作用面積(km2)，有效增產周期(月數)，在高含水油田的開發井網上布一定數量的振擊工藝井，使常規提升作業設備及操作人員在油田上巡回進行振動作業，使高含水油田整個后期開發過程都處于振動處理的有效作用周期之內，根據增油機理相同的地面震源國內外多次現場試驗獲得的顯著降水增油效果，預計本發明的井下振動采油方法實施后可以大幅度提高高含水油田的原油采收率，達到本發明的設計目的。
本發明的優點是顯而易見的1.使用振擊工藝井進行井下振動采油把地面震源的優點和井下震源的優點結合在一起，無須研制專門的井下重錘震源，僅采用常規提升作業設備就可以把現有井下重錘震源的能量輸出提高10-30倍，從而能夠大大提高現有振動技術的處理深度、處理半徑和處理效果。2.由于振擊工藝井是完鉆在第四系軟地層之下的巖石硬地層內，所以，超級井下重錘撞擊井底鋼砧時產生的巨大人工地震波被第四系厚厚的軟地層檔在了地下，當對油層進行振動處理時，地面環境和地面設備的正常運轉均不受影響。3.由于本發明的振動采油方法是在高含水油田的開發井網上按先導試驗井的有效控制面積均布振擊工藝井的，這就使油田整個后期開發過程都處于振動處理的有效作用周期內，因此，預計可大幅度的提高高含水油田的原油采收率。
下面我們詳細說明實施本發明方法的具體步驟1.首先必須檢索、查閱國內外振動采油的試驗資料，認定本油田是否適合實施井下振動采油。適合實施本發明的油田應是綜合含水70％以上的高含水油田，并且油田含水越高、實施效果越好。2.選擇進行先導試驗的振擊工藝井的井位。詳細閱讀油田鉆井地質資料和開發動態資料，弄清油田地質構造，必要時，配合井間地震、測地應力等測試措施，在搞清了油田地質構造特點以后在構造上選擇對振動敏感的部位作為振擊工藝井的井位。3.根據油田地質構造特點進行振擊工藝井的井身結構設計，振擊工藝井是大井眼的淺井，是專為振擊地層而設計的干井，井中不下油管也不射孔，設計完鉆井深進入巖石硬地層15米以上即可，下到井底的固井套管不小于7 ″，固井水泥返至地面井口，當油層深度超過1500米以上時，可將固井套管加大至9 ″，以便于增加井下超級重錘的直徑和重量。應將振擊工藝井的人工井底設計成頂部是園鋼鋼砧的特殊人工井底，鋼砧是外徑略小于套管內徑的園柱形鋼砧，兩端面均為平面，人工井底完成在巖石硬地層內，固井套管以下的水泥口袋深度不低于10米，當把油田的廢棄井或產能太低的老井改成振擊工藝井時，應將原來的人工井底改造成頂部為鋼砧的人工井底。按上述要求完成做先導試驗用的振擊工藝井。4.利用常規提升作業設備——如通井車、作業井架在第1口振擊工藝井上做先導性井下振動采油試驗，利用通井車提供的動力通過鋼絲繩反復將井下超級重錘提升到一定高度后落下，砸擊在人工井底頂部的鋼砧上，隨之在人工井底附近的地層中產生強烈的人工地震波，并以縱波形式向下傳遞到整個油藏，使油藏的每個波至點隨之發生受迫振動。5.根據先導試驗獲得的1口振擊工藝井控制的有效作用面積和有效井數，在整個油田的開發井網上，均布一定數量的振擊工藝井，布井時，要兼顧考慮油田構造特點，把振擊工藝井的井位盡量布在對振動敏感的構造部位上，使1口振擊工藝井能控制盡可能多的產油井。6.根據先導試驗1個作業周期所需要的振動處理時數和每次振動處理后的有效作用周期(月數)，并按該油田振擊工藝井的總井數，計算出該油田振動采油需要配備的提升作業設備(通井車+井架)數量，排出振動采油運行計劃，使通井車及作業井架在各振擊工藝井上巡回流動進行振動作業，使高含水油田整個后期開發過程都處于振動處理的有效作用周期之內。
權利要求
1.一種使用振擊工藝井的井下振動采油方法，利用常規提升作業設備，如通井車和作業井架向井中下入1個鋼制的重錘，由通井車提供的動力通過鋼絲繩反復將重錘提升到一定高度后落下，砸擊井底，振動地層，其特征在于根據油田地質構造的特點，選擇對振動敏感的部位鉆大而淺的振擊工藝井或者在老油田上尋找合適的廢棄井改造成振擊工藝井，首先在振擊工藝井內進行井下超級重錘振動采油的先導試驗，根據先導試驗獲得的數據在開發井網上布一定數目的振擊工藝井，使常規提升作業設備及作業者在油田上巡回振動作業，使高含水油田整個后期開發過程都處于振動處理的有效作用周期之內。振擊工藝井的人工井底是頂部有園鋼鋼砧的特殊人工井底。振擊工藝井是不射孔也不下油管的干井。
2.根據權利要求1所稱的使用振擊工藝井的井下振動采油方法，其特征在于結合油田鉆井地質資料，開發井網及測地應力資料，在構造上選擇對振動敏感的部位鉆專用于振擊地層的振擊工藝井，振擊工藝井具有井眼淺、大井眼的特點，設計完鉆井深進入巖石硬地層15米以上即可，大井眼設計，下到井底的固井套管不小于7 ″，固井水泥返至地面井口，振擊工藝井是不射孔、也不下油管的干井。
3.根據權利要求1所稱的使用振擊工藝井的井下振動采油方法，其特征在于振擊工藝井的人工井底是頂部為鋼砧的特殊人工井底，鋼砧是外徑略小于套管內徑的園柱形鋼砧，兩端面均為平面，人工井底完成在巖石硬地層內，固井套管以下的水泥口袋深度不低于10米。
4.根據權利要求1所述的使用振擊工藝井的井下振動采油方法，其特征在于當把油田廢棄井或產能太低的生產井改成振擊工藝井時，應按振動工藝井人工井底的技術要求對老井的人工井底進行改造，使它能滿足超級重錘振擊井底、振動采油的要求。
5.根據權利要求1所稱的使用振擊工藝井的井下振動采油方法，其特征在于根據先導試驗獲得的振動增油有效作用面積，按每口振擊工藝井可以控制的有效作用面積和有效井數，在整個油田的開發井網上均布一定數量的振擊工藝井，布井時要兼顧考慮油田構造特點，把振擊工藝井盡量布在對振動敏感的構造部位上，使1口振擊工藝井能控制盡可能多的產油井，同時，根據每個作業周期所需要的振動處理時數和每次振動處理后的有效作用周期(月數)，按該油田振擊工藝井的總井數計算出該油田振動采油需要的提升作業設備總數，排出運行計劃，使通井車及作業井架在油田各振擊工藝井上巡回流動進行振動采油作業。
6.根據權利要求1所稱的使用振擊工藝井的井下振動采油方法，其特征在于井下超級重錘是由幾段園鋼鋼錘通過螺紋連接組成的，園鋼鋼錘采用防松接頭連接，在陰螺紋的螺套上開有螺孔，當防松接頭的絲扣上緊后，用緊定螺釘把螺套頂死在公扣上，防止重錘在井下振擊時發生松動脫扣。
全文摘要
一種使用振擊工藝井的井下振動采油方法，本發明主要用于高含水期油田降低含水，提高產量和原油采收率。其主要特征是根據先導試驗的結果并結合油田地質構造的特點，在開發井網上布一定數量的振擊工藝井，振擊工藝井是鉆入巖石硬地層即可完鉆的大井眼淺井，利用常規提升作業設備和鋼絲繩把井下超級重錘提升到一定高度后落下，砸在振擊工藝井有鋼砧的特殊人工井底上，隨之產生強烈的人工地震波，并以縱波形式向下傳遞到整個油藏，使油藏的每個波至點隨之發生受迫振動。
文檔編號E21B28/00GK1137604SQ9610036
公開日1996年12月11日 申請日期1996年1月16日 優先權日1996年1月16日
發明者黃序韜 申請人:黃序韜