[发明专利]用于冲击压力生成的方法和系统

说明书

介绍了一种用于从储层中采收烃类的方法。所述方法包括设置通过至少一条管路与所述储层流体连通的腔室，并且使所述腔室包括可以彼此相对运动的第一壁部和第二壁部。通过所述管路在所述流体中提供向所述储层传播的冲击压力，其中所述冲击压力通过设置在所述流体的外侧的物体和所述第一壁部之间的碰撞过程来生成，以用于使所述第一壁部冲击所述腔室中的流体。此外，所述腔室设置用于避免气体夹杂物在所述第一壁部冲击所述流体的地方积聚。这可以通过将所述管路设置在通过重力的影响自然地聚集气体夹杂物的区域中或该区域附近，或者通过将冲击流体的所述第一壁部布置成远离该区域来实现。本发明进一步涉及一种用于如上所述生成冲击压力的系统。

技术领域

本发明涉及用于烃类采收作业的方法和系统，所述烃类采收作业包括冲击压力的生成。本发明进一步涉及使用所述方法或系统以用于从地下储层内的多孔介质中采收烃类流体。

背景技术

烃类采收作业通常会涉及范围广泛的工艺，涉及用于从地层中采收烃类的流体流动作业的使用和控制，包括例如向地层中引入或注入流体譬如处理液、固结液或水力压裂液，注水作业，钻井作业，出油管和井眼的清洗作业，以及在井眼中的注水泥(cementing)作业。

地下储层是多孔介质，包括与不同直径和长度的孔喉有关的孔隙容积网络。为了获得改进的烃类采收，已经对将流体注入储层以置换储层内的多孔地质结构中的流体的流体动力学进行了广泛研究。

多孔地质结构是多孔介质的固体骨架。弹性波能够在固体骨架中传播，但是不能在流体中传播，原因在于弹性是固体而非液体的性质。固体的弹性和流体的粘性是限定固体和液体之间的区别的性质。弹性固体中的应力与形变成正比，而粘性流体中的应力与形变的变化率成正比。

储层中的流体(在注水期间)将在流过孔喉时由于流体和孔喉的润湿状态的壁面之间的表面张力而承受毛细管阻力或推送力。毛细管阻力促使在多孔介质中建立起优选的流体路径(贯通)，这就明显地限制了烃类采收。因此，毛细管阻力限制了流体在储层中的活动性。

人们认为烃类采收将在地震类事件例如地震之后有所增加。因此，人们相信对地层造成的显著的动态激励将增加流体相在多孔介质中的活动性。已经有人声称在地震期间通过(在固体骨架中)跨越储层传播的弹性波造成了活动性的改善。基于通过应用人工震源而在储层中引发弹性波的地震激发方法已经在进行深入研究。一般而言，人工震源需要布置成尽可能地靠近有效储层，并且因此通常布置在井眼的底部或井眼的底部附近。例如在RU2171345、SU1710709或 WO2008/054256中已经介绍了这样的井下地震激发工具，其中公开了通过负载下落到固定至井底的砧台上并由此下落到储层上的碰撞而在固体中产生弹性波的不同的系统。这些系统的缺点在于地质结构破碎的风险以及控制冲击的难度和方法的有限效果。

涉及例如通过在地下利用爆炸和含能材料的规则爆破来模仿地震事件的动态激励的、用于烃类采收的方法也一直在进行开发并且已经广泛使用。但是，这些通过爆炸、地震等手段实现的强烈激励也经常被认为会造成地质结构的恶化，这可能会减少长时间内的烃类采收。

用于烃类采收的其他方法涉及通过交替时段的强行从地层抽出流体和/或强行向地层中注入流体实现的压力脉冲。已经有人报告压力脉冲的应用提高了流过多孔介质的流速，但是也仍然有报告说增加了流体注入作业中的水突进和粘性指进(viscousfingering)的风险。

依赖于时间的压力现象例如压力冲击波或液压冲击主要是在其例如在管道系统中意外发生时的潜在破坏或者甚至是灾难性效果的相关方面、或者是在由于对平台的海水冲击或波浪破坏而对水坝或离岸建筑物造成的潜在破坏或者甚至是灾难性效果的相关方面进行报告和分析。水击作用(Water Hammering)在例如通过管道系统中的阀突然关闭造成运动中的流体强行停止或突然改变方向时可能会经常出现。在管道系统中，水击作用会导致从噪声和振动到破损和管塌陷等各种问题。管道系统经常装有蓄集器、旁通管和减震器等，目的是避免水击作用。