專利名稱：基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法及裝置，可在井下定位破裂巖石，產(chǎn)生裂縫，提高地層滲透率。
背景技術(shù)：
儲(chǔ)層中存在的天然裂縫對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)起到了雙重作用。儲(chǔ)層中存在的天然裂縫在油氣田開(kāi)發(fā)中的積極作用天然裂縫增加了油層的吸水能力，彌補(bǔ)了滲透率的不足，在裂縫發(fā)育區(qū)，油水井一般產(chǎn)出和注入能力都比較高，生產(chǎn)效果比較好，特別是對(duì)于特低滲透油氣藏，天然裂縫的存在對(duì)于改善儲(chǔ)層滲流能力具有重要 作用。儲(chǔ)層中存在的天然裂縫在油氣田開(kāi)發(fā)中的負(fù)面影響及其原因分析I、由于天然裂縫在油氣田開(kāi)發(fā)之前已形成，導(dǎo)致在正壓差鉆井和固井作業(yè)過(guò)程中，天然裂縫會(huì)引起井漏問(wèn)題，造成昂貴的鉆井液漏失，甚至有可能使井報(bào)廢；2、由于天然裂縫在空間上發(fā)育沒(méi)有一定的規(guī)律性，往往將油氣田開(kāi)發(fā)不需要連通的區(qū)域(甚至是ー些危險(xiǎn)區(qū)域)也一并連通起來(lái)，導(dǎo)致在鉆井、固井、完井、注水和增產(chǎn)改造等過(guò)程中產(chǎn)生事故，嚴(yán)重影響開(kāi)發(fā)效果?，F(xiàn)在的人工造縫方法已比較多且技術(shù)日益成熟，但大多數(shù)方法(即使是一次小型壓裂)的エ序和成本都比較龐大，然而其實(shí)對(duì)于一些本身地層滲透性比較好，只是在鉆完井過(guò)程中造成了較淺傷害層的油氣井，如果能在傷害區(qū)域產(chǎn)生一系列小規(guī)模裂縫，已足以將井筒和儲(chǔ)層深部的高滲區(qū)連通起來(lái)，就沒(méi)有必要運(yùn)用壓裂酸化這類的大型增產(chǎn)改造措施了。如果能有一種簡(jiǎn)單、方便、快速的人工造縫方法，在井下根據(jù)時(shí)間和空間的需要，創(chuàng)造出類似天然裂縫的人工裂縫，不僅可以達(dá)到增產(chǎn)的目的，也可以提前為水力壓裂等大規(guī)模人工造縫措施創(chuàng)造有利條件。聲波聚焦共振技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)上應(yīng)用于體外碎石治療結(jié)石患者，原理是將體外沖擊波聚焦于結(jié)石，使結(jié)石因共振而破碎成泥砂狀，經(jīng)尿道隨尿液排出體外而達(dá)到治療目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法，該方法利用共振原理，通過(guò)變頻和聚焦，將聲波能量聚焦在所需要破碎的巖石區(qū)域，使其因共振而破裂，產(chǎn)生裂縫。本發(fā)明的另一目的還在于提供利用上述方法破裂巖石的裝置，該裝置運(yùn)用了聲波能量聚焦共振原理，可在井下固定位置，固定范圍內(nèi)產(chǎn)生人工裂縫，可用于污染井的增產(chǎn)，也可用于改變巖石應(yīng)カ狀態(tài)，為大型增產(chǎn)改造措施(如水力壓裂)提供有利條件。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法，主要是利用聲波聚焦共振破裂巖石，供電電纜為整個(gè)裝置提供電源，電源接入電源模塊后通過(guò)AC-DC變換將寬范圍的交流電源變換為穩(wěn)定的直流電源；直流電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜提供給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生固定頻率的高壓脈沖信號(hào)，并且此高壓脈沖信號(hào)的頻率值與待破碎巖石的固有頻率接近，高壓脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜驅(qū)動(dòng)聲波聚焦換能器發(fā)射出聲波信號(hào)，聲波信號(hào)經(jīng)拋物球面聚焦至焦點(diǎn)處；通過(guò)調(diào)整焦點(diǎn)的位置使其正好落在待破碎巖石上，使巖石因共振而破裂。本發(fā)明由于井下環(huán)境存在大量的水或其它液體物質(zhì)便于聲波耦合，效果更佳。驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的高壓脈沖信號(hào)的頻率值在聲波聚焦換能器工作頻率范圍內(nèi)。驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生的高壓脈沖信號(hào)的頻率值與待破碎巖石的固有頻率接近。
利用上述方法破裂巖石的裝置，主要包括供電電纜、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和聲波聚焦換能器，所述供電電纜連接電源模塊，將交流電源變換為穩(wěn)定的直流電源，所述電源模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜連接驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜連接聲波聚焦換能器，所述聲波聚焦換能器面向待破碎巖石處存在一拋物球面，通過(guò)調(diào)整該拋物球面可改變聲波的聚焦焦距。該裝置的工作原理如下通過(guò)電源模塊將交流電源變換為直流電源，直流電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜提供給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生固定頻率的高壓脈沖信號(hào)，并且此高壓脈沖信號(hào)的頻率值與待破碎巖石的固有頻率接近，高壓脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜驅(qū)動(dòng)聲波聚焦換能器發(fā)射出聲波信號(hào)，聲波信號(hào)經(jīng)拋物球面聚焦至焦點(diǎn)，焦點(diǎn)的位置就是待破碎巖石，使其因共振而破裂。待破碎巖石的固有頻率的獲取方法是，采用對(duì)擬破裂巖石井段取心，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬破裂實(shí)驗(yàn)，通過(guò)模擬地層壓力、溫度及流體飽和度等井下條件，對(duì)巖心進(jìn)行預(yù)破裂處理，測(cè)出井下目的井段巖石的固有頻率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)聲波能量聚焦，在井下根據(jù)時(shí)間和空間的需要，破裂巖石，產(chǎn)生裂縫，提高地層滲透率，節(jié)約成本。


圖I為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明。如圖I所示，一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)裝置，主要包括供電電纜I、電源模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊4和聲波聚焦換能器6，所述供電電纜I連接電源模塊2，所述電源模塊2通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜3連接驅(qū)動(dòng)模塊4，所述驅(qū)動(dòng)模塊4通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜5連接聲波聚焦換能器6，所述聲波聚焦換能器面向待破碎巖石處存在一拋物球面7，通過(guò)調(diào)整該拋物球面可改變聲波的聚焦焦距。通過(guò)電源模塊2將交流電源變換為直流電源，直流電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜提供給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生固定頻率的高壓脈沖信號(hào)，此高壓脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜使聲波聚焦換能器發(fā)射出聲波信號(hào)，該聲波信號(hào)經(jīng)拋物球面7聚焦至焦點(diǎn)8，焦點(diǎn)的位置就是待破碎巖石，使其因共振而破裂。
權(quán)利要求
1.一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法，主要是利用聲波聚焦共振破裂巖石，供電電纜為整個(gè)裝置提供電源，電源接入電源模塊后將交流電源變換為直流電源；直流電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜提供給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生固定頻率的高壓脈沖信號(hào)，并且此高壓脈沖信號(hào)的頻率值與待破碎巖石的固有頻率接近，高壓脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜驅(qū)動(dòng)聲波聚焦換能器發(fā)射出聲波信號(hào)，聲波信號(hào)經(jīng)拋物球面聚焦至焦點(diǎn)處；調(diào)整焦點(diǎn)的位置落在待破碎巖石上，使其因共振而破裂。
2.利用如權(quán)利要求I所述的方法破裂巖石的裝置，主要包括供電電纜(I)、電源模塊 (2)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)和聲波聚焦換能器(6)，其特征在于，所述供電電纜(I)連接電源模塊(2 )，所述電源模塊(2 )通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜(3 )連接驅(qū)動(dòng)模塊(4 )，所述驅(qū)動(dòng)模塊(4 )通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜(5)連接聲波聚焦換能器(6),所述聲波聚焦換能器面向待破碎巖石處存在一拋物球面(7)，通過(guò)調(diào)整該拋物球面可改變聲波的聚焦焦距。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于聲波聚焦共振技術(shù)破裂巖石的油氣田增產(chǎn)方法及裝置，供電電纜連接電源模塊后變換為直流電源，直流電源通過(guò)驅(qū)動(dòng)供電電纜提供給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生固定頻率的高壓脈沖信號(hào)，并且此高壓脈沖信號(hào)的頻率值與待破碎巖石的固有頻率接近，高壓脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜使聲波聚焦換能器發(fā)射出聲波信號(hào)，聲波信號(hào)經(jīng)拋物球面聚焦至焦點(diǎn)處，調(diào)整焦點(diǎn)的位置使其落在待破碎巖石上。本發(fā)明利用共振原理，通過(guò)變頻和聚焦，將聲波能量聚焦在所需要破碎的巖石區(qū)域，使其因共振而破裂，本發(fā)明可在井下固定位置，固定范圍內(nèi)產(chǎn)生人工裂縫，可用于污染井的增產(chǎn)，也可用于改變巖石應(yīng)力狀態(tài)，為大型增產(chǎn)改造措施(如水力壓裂)提供有利條件。
文檔編號(hào)E21B43/26GK102661139SQ201210142059
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者盧聰, 王其軍, 白翔, 郭建春 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)