第七章 人工地震处理油层技术.ppt

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1、油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 第七章第七章 人工地震处理技术人工地震处理技术内容提要内容提要内容提要内容提要人工地震采油机理人工地震采油机理人工地震采油机理人工地震采油机理人工地震震源设备人工地震震源设备人工地震震源设备人工地震震源设备人工地震工艺人工地震工艺人工地震工艺人工地震工艺现场应用现场应用现场应用现场应用1 1油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理

2、技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 天然地震对石油生产的影响：天然地震对石油生产的影响：天然地震对石油生产的影响：天然地震对石油生产的影响：1952195219521952年年年年7 7 7 7月月月月21212121日加利福尼亚地震使日加利福尼亚地震使日加利福尼亚地震使日加利福尼亚地震使KernKernKernKern县石油产量县石油产量县石油产量县石油产量的影响。的影响。的影响。的影响。1938193819381938年年年年1 1 1 1月月月月7 7 7 7日的天然地震对北高加索老格罗兹内日的天然地震对北高加索老格罗兹

3、内日的天然地震对北高加索老格罗兹内日的天然地震对北高加索老格罗兹内油田使原油日产量提高了油田使原油日产量提高了油田使原油日产量提高了油田使原油日产量提高了45%45%45%45%。在震后几天内，有些井的套管压在震后几天内，有些井的套管压在震后几天内，有些井的套管压在震后几天内，有些井的套管压力超过正常值数倍，有些井没有力超过正常值数倍，有些井没有力超过正常值数倍，有些井没有力超过正常值数倍，有些井没有变化。两个邻井：一口增产、一变化。两个邻井：一口增产、一变化。两个邻井：一口增产、一变化。两个邻井：一口增产、一口减产口减产口减产口减产人工地震技术的发展：人工地震技术的发展：人工地震技术的发展：

4、人工地震技术的发展：1970197019701970年前苏联萨洛夫基提出的想法；年前苏联萨洛夫基提出的想法；年前苏联萨洛夫基提出的想法；年前苏联萨洛夫基提出的想法；1980198019801980年左右，设计出各种震源；年左右，设计出各种震源；年左右，设计出各种震源；年左右，设计出各种震源；吉林油田和国家地震局吉林油田和国家地震局吉林油田和国家地震局吉林油田和国家地震局1990199019901990年开始研究；年开始研究；年开始研究；年开始研究；辽河油田自辽河油田自辽河油田自辽河油田自1994199419941994年开始试验。年开始试验。年开始试验。年开始试验。2 2油气井增产技术油气井增

5、产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院&1&1 人工地震采油机理人工地震采油机理一、实验一、实验设备设备目的目的目的目的:振动增产的规律振动增产的规律振动增产的规律振动增产的规律振动特性与增产的关系振动特性与增产的关系振动特性与增产的关系振动特性与增产的关系3 3油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天

6、然气工程学院 二、位移振动对天然岩心渗透率的影响二、位移振动对天然岩心渗透率的影响1 1 1 1.振动频率的影响振动频率的影响振动频率的影响振动频率的影响频率不同，岩心频率不同，岩心频率不同，岩心频率不同，岩心（露头）不同（露头）不同（露头）不同（露头）不同天然油田岩心天然油田岩心天然油田岩心天然油田岩心现象：现象：现象：现象：振动有影响；振动有影响；振动有影响；振动有影响；某些窄频带上提高；某些窄频带上提高；某些窄频带上提高；某些窄频带上提高；固有频率附近较大提固有频率附近较大提固有频率附近较大提固有频率附近较大提高高高高4 4油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地

7、震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 考虑束缚水考虑束缚水考虑束缚水考虑束缚水现象：现象：大多频率渗透率降低；大多频率渗透率降低；某些窄频带上提高；某些窄频带上提高；固有频率附近较大提高固有频率附近较大提高5 5油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 振动强度的影响：振动强度的影响：振动强度的影响：振动强度的影响：表表表表1 1

8、 1 1 振动加速度对岩心模拟油渗透率的影响振动加速度对岩心模拟油渗透率的影响振动加速度对岩心模拟油渗透率的影响振动加速度对岩心模拟油渗透率的影响岩心号岩心号岩心号岩心号岩心放岩心放岩心放岩心放置位置置位置置位置置位置振动频振动频振动频振动频率率率率/Hz/Hz/Hz/Hz不同加速度下模拟油渗透率不同加速度下模拟油渗透率不同加速度下模拟油渗透率不同加速度下模拟油渗透率/(10/(10/(10/(10-3-3-3-3mmmm2 2 2 2)0.01g0.01g0.01g0.01g0.02g0.02g0.02g0.02g0.05g0.05g0.05g0.05g0.10g0.10g0.10g0.10

9、g0.20g0.20g0.20g0.20g0.50g0.50g0.50g0.50g1.00g1.00g1.00g1.00g1.20g1.20g1.20g1.20g8-2-28-2-28-2-28-2-2垂直垂直垂直垂直21521521521538.8238.8238.8238.8238.4038.4038.4038.4035.8435.8435.8435.8435.3735.3735.3735.3735.5235.5235.5235.5234.3234.3234.3234.324-2-24-2-24-2-24-2-2垂直垂直垂直垂直30030030030072.2072.2072.2072.2

10、070.2070.2070.2070.2058.5858.5858.5858.581-5-11-5-11-5-11-5-1垂直垂直垂直垂直115115115115195.7195.7195.7195.7197.9197.9197.9197.9194.2194.2194.2194.2192.0192.0192.0192.08-2-38-2-38-2-38-2-3水平水平水平水平2020202011.3011.3011.3011.3011.8811.8811.8811.8811.7211.7211.7211.723-1-33-1-33-1-33-1-3垂直垂直垂直垂直2002002002009.5

11、19.519.519.516.616.616.616.61好好好好6 6油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 2 2 2 2.位移振动对岩心采收率的影响位移振动对岩心采收率的影响位移振动对岩心采收率的影响位移振动对岩心采收率的影响表表表表2 2 2 2 振动对人造岩心采收率的影响振动对人造岩心采收率的影响振动对人造岩心采收率的影响振动对人造岩心采收率的影响岩心号岩心号岩心号岩心号频率频率频率频率/Hz/Hz/Hz/Hz振动加速度

12、振动加速度振动加速度振动加速度见水时间见水时间见水时间见水时间/min/min/min/min无水采无水采无水采无水采收率收率收率收率/%/%/%/%最终采最终采最终采最终采收率收率收率收率/%/%/%/%残余油饱残余油饱残余油饱残余油饱和度和度和度和度/%/%/%/%束缚水饱束缚水饱束缚水饱束缚水饱和度和度和度和度/%/%/%/%0-10-10-10-1252525250.1g0.1g0.1g0.1g1616161649.0249.0249.0249.0268.6368.6368.6368.6317.7017.7017.7017.7043.7043.7043.7043.700-20-20-2

13、0-20 0 0 00 0 0 07 7 7 743.1643.1643.1643.1667.667.667.667.623.8923.8923.8923.8926.1726.1726.1726.170-30-30-30-3232323230.1g0.1g0.1g0.1g8.58.58.58.546.6246.6246.6246.6271.4371.4371.4371.4319.1019.1019.1019.1033.0533.0533.0533.050-10-10-10-1272727270.1g0.1g0.1g0.1g1212121253.8053.8053.8053.8069.7069.

14、7069.7069.7023.2323.2323.2323.2323.3323.3323.3323.330-50-50-50-5141414140.1g0.1g0.1g0.1g1313131348.7848.7848.7848.7860.9860.9860.9860.9828.3428.3428.3428.3427.3927.3927.3927.390-70-70-70-7171717170.1g0.1g0.1g0.1g9 9 9 952.1752.1752.1752.1773.0473.0473.0473.0418.4018.4018.4018.4029.6429.6429.6429.640

15、-80-80-80-8303030300.1g0.1g0.1g0.1g1212121250.7050.7050.7050.7076.7176.7176.7176.7120.5020.5020.5020.5011.8011.8011.8011.800-90-90-90-9202020200.1g0.1g0.1g0.1g9 9 9 947.1447.1447.1447.1472.8672.8672.8672.8619.9719.9719.9719.9726.4226.4226.4226.420-100-100-100-100 0 0 00 0 0 08 8 8 847.8747.8747.8747

16、.8762.4062.4062.4062.4026.8126.8126.8126.8128.7428.7428.7428.747 7油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 三、人工地震采油机理三、人工地震采油机理加快地层流体的流速；加快地层流体的流速；加快地层流体的流速；加快地层流体的流速；降低原油粘度，改善流动性能；降低原油粘度，改善流动性能；降低原油粘度，改善流动性能；降低原油粘度，改善流动性能；改变岩石表面润湿性；改变岩石表

17、面润湿性；改变岩石表面润湿性；改变岩石表面润湿性；清除油层堵塞；清除油层堵塞；清除油层堵塞；清除油层堵塞；降低驱动压力、提高采收率。降低驱动压力、提高采收率。降低驱动压力、提高采收率。降低驱动压力、提高采收率。8 8油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院&2 2 人工地震震源设备人工地震震源设备一、双偏心式可控震源一、双偏心式可控震源工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：两偏心轮以相同两偏心轮以相同两偏心轮以相同两偏心轮以相同的

18、角速度朝相反方向转动，的角速度朝相反方向转动，的角速度朝相反方向转动，的角速度朝相反方向转动，转动时两轮始终对称。水平转动时两轮始终对称。水平转动时两轮始终对称。水平转动时两轮始终对称。水平方向的离心力相互抵消，垂方向的离心力相互抵消，垂方向的离心力相互抵消，垂方向的离心力相互抵消，垂直方法的离心力相互叠加，直方法的离心力相互叠加，直方法的离心力相互叠加，直方法的离心力相互叠加，捶击地面，对地层产生强大捶击地面，对地层产生强大捶击地面，对地层产生强大捶击地面，对地层产生强大的弹性波，对油层进行扰动。的弹性波，对油层进行扰动。的弹性波，对油层进行扰动。的弹性波，对油层进行扰动。9 9油气井增产技

19、术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 二、专用起振机二、专用起振机产地：产地：产地：产地：克拉玛依油田。克拉玛依油田。克拉玛依油田。克拉玛依油田。组成：组成：组成：组成：偏心式起振机、起振机移运专用车。偏心式起振机、起振机移运专用车。偏心式起振机、起振机移运专用车。偏心式起振机、起振机移运专用车。起振机：起振机：起振机：起振机：机械式偏心式四力矩起振。机械式偏心式四力矩起振。机械式偏心式四力矩起振。机械式偏心式四力矩起振。主要技术参数：主要

20、技术参数：主要技术参数：主要技术参数：额定激振力：额定激振力：额定激振力：额定激振力：200kN200kN200kN200kN；激振方式：垂直、正弦波；激振方式：垂直、正弦波；激振方式：垂直、正弦波；激振方式：垂直、正弦波；频率：频率：频率：频率：5 5 5 5 16Hz16Hz16Hz16Hz；地震机总重：地震机总重：地震机总重：地震机总重：17t17t17t17t。1010油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院&3 3 人工地

21、震工艺人工地震工艺一、地面人工地震工艺一、地面人工地震工艺3 3 3 3.工艺准备工艺准备工艺准备工艺准备人工震源；人工震源；人工震源；人工震源；井下测试与分析系统；井下测试与分析系统；井下测试与分析系统；井下测试与分析系统；振动公害监测与分析系统；振动公害监测与分析系统；振动公害监测与分析系统；振动公害监测与分析系统；2 2 2 2.地震参数的确定地震参数的确定地震参数的确定地震参数的确定振动频率；振动频率；振动频率；振动频率；激振力；激振力；激振力；激振力；地震时间和周期；地震时间和周期；地震时间和周期；地震时间和周期；1 1 1 1.选井选层选井选层选井选层选井选层注采系统完善；注采系统

22、完善；注采系统完善；注采系统完善；油层连通性比较好；油层连通性比较好；油层连通性比较好；油层连通性比较好；低渗透储层；低渗透储层；低渗透储层；低渗透储层；是否污染均可；是否污染均可；是否污染均可；是否污染均可；震源震源震源震源180m180m180m180m内无重要设施；内无重要设施；内无重要设施；内无重要设施；1111油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 二、井下人工地震工艺二、井下人工地震工艺原理：原理：原理：原理：优点：优

23、点：优点：优点：减少能量损减少能量损减少能量损减少能量损失失失失1212油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 三、波动管振动工艺三、波动管振动工艺原理：原理：原理：原理：将电磁振动将电磁振动将电磁振动将电磁振动仪次声波通过波导仪次声波通过波导仪次声波通过波导仪次声波通过波导管传至能量辐射器管传至能量辐射器管传至能量辐射器管传至能量辐射器优点：优点：优点：优点：减少能量损减少能量损减少能量损减少能量损失失失失1313油气井增产技术

24、油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院&4 4 人工地震工艺的应用人工地震工艺的应用一、吉林油田一、吉林油田东东东东25-3025-3025-3025-30井区井区井区井区：振动两个周期，累计振动：振动两个周期，累计振动：振动两个周期，累计振动：振动两个周期，累计振动225.5h225.5h225.5h225.5h，振，振，振，振动波及半径动波及半径动波及半径动波及半径400m400m400m400m，波及面积上有效井，波及面积上有效井，波及面

25、积上有效井，波及面积上有效井9 9 9 9口，有效率口，有效率口，有效率口，有效率64.3%64.3%64.3%64.3%。振动效果表现为油井的。振动效果表现为油井的。振动效果表现为油井的。振动效果表现为油井的“三升三升三升三升”（即产液、（即产液、（即产液、（即产液、产气、动液面上升）和产气、动液面上升）和产气、动液面上升）和产气、动液面上升）和“三降三降三降三降”（即含水、原油粘（即含水、原油粘（即含水、原油粘（即含水、原油粘度和凝固点下降）；度和凝固点下降）；度和凝固点下降）；度和凝固点下降）；1414油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术油气井增产技术 人工地震处理技术人工地震处理

26、技术人工地震处理技术人工地震处理技术 石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院 二、辽河油田二、辽河油田杜杜杜杜66666666块块块块：振动两个周期。第一周期振动：振动两个周期。第一周期振动：振动两个周期。第一周期振动：振动两个周期。第一周期振动200h200h200h200h，波及，波及，波及，波及半径半径半径半径500m500m500m500m，可对比井，可对比井，可对比井，可对比井60606060口，有效井口，有效井口，有效井口，有效井44444444口，累积增油口，累积增油口，累积增油口，累积增油3245t3245t3245t3245t；第二周

27、期振动；第二周期振动；第二周期振动；第二周期振动257h257h257h257h，波及半径，波及半径，波及半径，波及半径800m800m800m800m，有效井，有效井，有效井，有效井78787878口，有效率口，有效率口，有效率口，有效率76%76%76%76%，共增油，共增油，共增油，共增油4120t4120t4120t4120t。三、国内整体应用效果三、国内整体应用效果吉林、辽河、大庆、玉门、新疆吉林、辽河、大庆、玉门、新疆吉林、辽河、大庆、玉门、新疆吉林、辽河、大庆、玉门、新疆：累计振动：累计振动：累计振动：累计振动15151515区块，区块，区块，区块，26262626个周期，波及半径个周期，波及半径个周期，波及半径个周期，波及半径1000m1000m1000m1000m，深度为，深度为，深度为，深度为4001290m4001290m4001290m4001290m，有，有，有，有效率达效率达效率达效率达70%70%70%70%，有效单井增产幅度，有效单井增产幅度，有效单井增产幅度，有效单井增产幅度5%60%5%60%5%60%5%60%，累计增油，累计增油，累计增油，累计增油1.61.61.61.6万万万万t t t t。第十三大节第十三大节第十三大节第十三大节1515