專利名稱：烴采收作業(yè)中采用壓力瞬變的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及烴采收作業(yè)(烴采收操作，hydrocarbon recovery operation)以及一種用于增加這些操作的效率的方法，其旨在增大從地下儲層(subterranean reservoirformation)的烴采收率和增大通過多孔介質(zhì)的滲透。
背景技術(shù)：
烴采收作業(yè)通常會涉及寬范圍的工藝，涉及用于從地層中采收烴的流體流動操作 的使用和控制，包括例如向地層中引入或注入流體如處理液、固結(jié)液或水力壓裂液，注水作業(yè)，鉆井作業(yè)，對出油管和井眼的清理作業(yè)，以及在井眼中的注水泥(cementing)作業(yè)。在烴采收作業(yè)中采用壓力脈沖技術(shù)(PPT)在近年來已得到重大關(guān)注，并且存在許多其中包括了 PPT的專利申請和專利。烴采收作業(yè)例如會需要用于清理套管、來自井眼區(qū)域附近的沉積物、穿孔和濾網(wǎng)的工具。在具有增大的水產(chǎn)量(注水工程項目)的井中和地熱井中，水垢和沉積物累積常常是產(chǎn)量下降的主要原因。除去這樣的累積物的常規(guī)方法如酸洗、電纜切削以及甚至替換采油管和出油管，其昂貴或僅提供有限的成功。清理流體流動通道或井眼的另外的方法涉及使用脈動流體流，如在例如W02009/063162和W02005/093264中公開的，其中使用脈沖流體流用于清理表面被描述為相比于穩(wěn)定流體流是有利的。其中已描述了應用壓力脈沖的另一種烴采收作業(yè)包括向井眼基質(zhì)中化學引入處理液或向地層中引入處理液。這樣的方法的有效性尤其取決于引入流體透過經(jīng)常包括通常是低滲透性的頁巖、粘土和/或煤層的地層的能力。而且，井經(jīng)常位于地層的未固結(jié)部分中，該部分含有能夠隨著烴和流體的混合物的流動而移出地層并進入井眼的粒子。這些粒子(如砂子)的存在是不希望的，因為它們可能破壞泵和其它生產(chǎn)設(shè)備。一種常規(guī)方法是向未固結(jié)區(qū)域施用樹脂組合物，然后在用流體對該區(qū)域進行后沖洗(after-flush)以從該區(qū)域的孔隙空間除去過量的樹脂。這樣的樹脂固結(jié)方法被廣泛使用，但是受固結(jié)液(經(jīng)常是樹脂組合物)在地層的未固結(jié)部分中實現(xiàn)顯著滲透或均勻滲透的能力限制。用于將固結(jié)液注入井眼中的方法，如在US2009/0178801中公開的，描述了使用壓力脈沖以增強固結(jié)液滲透地層的一部分的能力。在井眼中的注水泥作業(yè)中，通常將水泥泵入井眼的壁與其內(nèi)設(shè)置的套管之間的環(huán)狀空間中。水泥在該環(huán)狀空間中固化并由此形成支撐井眼中的管柱的膠結(jié)物的硬化鞘。在水泥固化期間，流體和氣體的流入是常見的，并且這可能損壞井眼地層和套管的外表面之間的水泥膠結(jié)。用于減少流體或氣體移動到水泥中的方法披露于例如US2009/0159282中，其包括在水泥固化之前在水泥中誘導壓力脈沖的步驟。向地下儲層中注入水力壓裂液使得有可能在常規(guī)技術(shù)無效的情況下生產(chǎn)烴，并且該方法施加流體壓力以在地下儲層中形成允許烴逸出并流到井外的裂隙?，F(xiàn)今，通過使用水力壓裂，在美國各地生產(chǎn)大量深頁巖天然氣。已經(jīng)提出了在水力壓裂過程期間施加壓力脈沖以增加頁巖天然氣的產(chǎn)量。
壓力脈沖技術(shù)同樣可以應用于注水作業(yè)，其中將流體連續(xù)地注入到地層中，同時在流體被注入時對其施加壓力脈沖。一般地，已經(jīng)報道了，據(jù)稱壓力脈沖產(chǎn)生通過多孔介質(zhì)的流量增強。然而，目前，本領(lǐng)域中的文獻關(guān)于脈沖注入的優(yōu)點看起來是未確定的，因為一些實驗報告了關(guān)于PPT增大從實驗室?guī)r心栓中的烴的采收率的能力，而一些文獻報告了關(guān)于與靜態(tài)注水法相比的低采收速率。注意到增大的采收率可能有許多原因，使得壓力脈沖單獨的可能效果可能難以分離出來，因為脈動流動可能也有貢獻。有些人已經(jīng)主張，據(jù)稱借助于通過施加壓力脈沖的動態(tài)激勵獲得的在多孔介質(zhì)中的增強流量是由于壓力脈沖而發(fā)生的，該壓力脈沖抑制對于堵塞的任何趨勢，由此將油藏保持處于優(yōu)異的流動狀態(tài)。而且，主張二次采收作業(yè)通過壓力脈沖增強，該二次采收作業(yè)涉及用第二流體(通常是水)替代多孔介質(zhì)(地下儲層)中的流體(烴)。公開了用于產(chǎn)生壓力脈沖的裝置(有時稱為流體振蕩器)的文獻包括例如 W02004/113672、W02005/093264, W02006/129050, W02007/100352, W02009/089622, W02009/132433、US6976507和US2009/0107723。壓力脈沖可以例如通過如在W02007/139450中描述的對流燃燒機制、或通過在W02009/111383和US2009/0301721中概述的點火多個單獨長度的高能材料而產(chǎn)生。如所述的，在以上所列的烴采收作業(yè)中已經(jīng)提出了施加壓力脈沖。而且，同樣提出了在鉆井作業(yè)、其它烴采收作業(yè)中使用壓力脈沖。還已提出了施加壓力瞬變以增加推動鉆頭穿過地層的力，作為單獨使用靜壓力或鉆柱重量的備選方案。在鉆井作業(yè)期間施加的壓力瞬變常規(guī)地通過打開和關(guān)閉閥門產(chǎn)生。因此，鉆井泥漿向鉆頭的流動是不連續(xù)的，因為該流動通過閥門的關(guān)閉而中斷。從地下儲層可采收的烴的量取決于許多因素，如油的粘度、儲層的滲透性，以及因素如任何氣體的存在、來自環(huán)境如鄰近水的壓力等。通常，采用流體注入的采油率典型地大約在30-55%，并且記住，從即使采油率非常小的增加也可獲得巨大的潛在額外利潤，在烴作業(yè)中所目前采用的方法留有用于改進的足夠空間。如上文提到的，在烴采收作業(yè)中壓力脈沖技術(shù)的使用近年來已經(jīng)獲得了日益增長的關(guān)注。更一般地，可以以不同的方式形成和施加壓力，其將在下文中考慮到根據(jù)本發(fā)明提出的方法和本文中使用的術(shù)語進行更詳細的解釋。在微觀水平，壓力是流體中的粒子的熱運動的結(jié)果，并且可以將壓力解釋為流體中的能量密度。然而，在宏觀水平，壓力更通常被視為流體對實體施加力的能力。液壓缸內(nèi)的壓力可以對活塞施加的力F可以通過F = Ap得到，其中A是與液壓缸內(nèi)的流體接觸的活塞的表面尺寸。因此，液壓缸內(nèi)產(chǎn)生壓力P的標準方法是對活塞施加力F，從而獲得通過P=F/A得到的壓力。以這種方式，可以通過恒力產(chǎn)生靜壓力。壓力波是壓力振幅在時間和空間上的振蕩，其中給出最大振幅和頻率。壓力駐波僅在時間上具有變化，其中頻率等于系統(tǒng)的共振頻率。獲得這樣的壓力波的標準方法是通過在流體中采用振蕩活塞，其因此以給定的頻率和振幅運動。壓力脈沖可以用足夠快速運動的活塞產(chǎn)生，但在這種情況下，對于活塞的運動不必有給定的頻率。如在US2009/0272555中解釋的，這樣的脈沖活塞可以通過使用在磁場存在下改變它們的形狀的材料構(gòu)建。典型地，活塞向前快速運動，產(chǎn)生壓力脈沖，而隨后相對較慢地向后運動。活塞的運動不需要是周期性的，并且在描述壓力脈沖時，術(shù)語頻率實際上不具有任何意義。然而，如果壓力脈沖以規(guī)則時間間隔產(chǎn)生，則經(jīng)常使用術(shù)語“頻率”以具體說明在各壓力脈沖之間的時間間隔。在W02004/113672中公開了這樣的壓力脈沖產(chǎn)生的實例，其中活塞在缸中通過電源組組件被迫上下運動。然而使用這樣的脈沖活塞在該活塞的快速運動期間且因此在壓力脈沖產(chǎn)生期間，產(chǎn)生流速的顯著增大。壓力脈沖可以類似地通過使用壓力室產(chǎn)生，其中當該室出口處的閥門快速打開時，可以在加壓室外部的流體中產(chǎn)生壓力脈沖。然后出口閥門關(guān)閉，并且該室經(jīng)過室入口通過泵向室中推入流體而再一次被填充和加壓。然后重復該循環(huán)，以產(chǎn)生具有固定或任意時間間隔的壓力脈沖。術(shù)語“壓力脈沖”源自于此方法，因為需要泵和壓力室，這可能與其中一個心室充當泵而另一個充當壓力室的人心臟相關(guān)。采用此最后的方法來產(chǎn)生壓力脈沖也導致不連續(xù)的流體流動，因為閥門關(guān)閉中斷流體流動。
一般地，壓力脈沖可以說具有許多壓力波的性質(zhì)，如在整個流體是以音速運動，并且很像波一樣被反射和透射。壓力脈沖和壓力波之間的主要區(qū)別在于，壓力脈沖通常具有較短的上升時間和慢的衰減率，即它們不具有典型的周期正弦形狀(其是壓力波的特性)。與以正弦外形運動的壓力波相比，壓力脈沖以相對陡峭的前沿在整個流體上傳播。據(jù)推測，該陡峭前沿(波前，front)或相對較短的上升時間使得壓力脈沖對于在烴采收作業(yè)的應用是有利的。為了理解本公開內(nèi)容中描述的方法的潛在構(gòu)思，理解如本文中所采用的術(shù)語壓力瞬變以及用于產(chǎn)生所述壓力瞬變的程序是很重要的。壓力脈沖和壓力瞬變之間的重要區(qū)別涉及自然界中的兩個最基本定律；能量和動量守恒?？梢哉f，壓力脈沖不含有動量，而壓力瞬變確實含有動量。實際上，動量在將于下文更詳細解釋說明的碰撞過程中轉(zhuǎn)化為壓力瞬變。為了產(chǎn)生壓力脈沖，有許多可以使用的方法，但是以我們的知識，只有一種用于產(chǎn)生壓力瞬變的程序，即通過實施碰撞過程。流體中的壓力瞬變發(fā)生在兩種不同類型的碰撞中；1)當運動中的固體物體與流體碰撞時，或2)當流動的流體與固體碰撞時。在第一種情況下，固體物體的動量經(jīng)由碰撞過程轉(zhuǎn)化為流體中的壓力瞬變。后一種情況描述了水錘現(xiàn)象，其中流動的流體的動量轉(zhuǎn)化為流體中的壓力瞬變。在兩種情況下，壓力瞬變在流體中產(chǎn)生。在碰撞過程中，實體上的巨大沖擊力和流體上所得到的負載是巨大量且短持續(xù)時間，使得描述流體運動的支配項變?yōu)閯恿渴睾?。而且，時間量程如此短以至于流體加速度中的對流項可忽略。因此，相比于常規(guī)壓力脈沖，所述碰撞過程導致極小持續(xù)時間和極陡前沿的極高振幅的行進的壓力瞬變。動量向壓力瞬變的轉(zhuǎn)化可以通過分析水錘現(xiàn)象更詳細地解釋，在水錘現(xiàn)象中，在管道(具有橫截面積σ)中流動的流體在時間間隔At期間由于閥門的突然關(guān)閉而被迫停止。為了解決這一問題，可以依照N.Joukowsky的工作。牛頓第二定律可以以動量形式寫成FA t = Δ (mu),其中F是力，A t是時間間隔并且Δ (mu)是質(zhì)量為m且速度為u的實體的動量的變化。通過采用可以表示為Γ =F/ ο的壓力瞬變，由此獲得Γ σ At = PuV =PuoL= PuocAt,其中σ是管道橫截面積，At是動量變化Δ (mu)的時間間隔，V =oL是失去其動量的流體(密度為P)的部分的體積V，并且L是壓力瞬變Γ以音速在時間間隔At內(nèi)傳播的長度。由此獲得熟知的Joukowsky方程Γ = p CU。通過以上概述的工作,Joukowsky已經(jīng)證實,如果流動流體的動量轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w中的壓力瞬變，則所述動量可能喪失。因此，Joukowsky解釋了流動流體的動量在水錘現(xiàn)象期間喪失的佯謬。該佯謬涉及動量必須總是守恒的事實，但是Joukowsky通過證實產(chǎn)生了壓力瞬變而解答了這一佯謬。因此，只有所述壓力瞬變包含所述動量時，動量才守恒。這也適用于運動的固體物體并且不僅應用于流動流體。還注意到，逆反現(xiàn)象也是成立的。壓力瞬變僅在轉(zhuǎn)化為運動的固體物體或流動流體的動量時才會消失。動量通常被認為是一個重要物理性質(zhì)，其通常被認為僅存在于運動固體或流動流體中。然而，Joukowsky已經(jīng)證實,動量還包含在壓力瞬變中，但在這種情況下，所述動量不是流體運動或固體物體的運動。壓力瞬變不代表任何物質(zhì)(原子或分子)運動，然而它們含有動量。當用于移出在采用其它現(xiàn)有技術(shù)方法時通常是不可移動的烴時，通過碰撞過程誘·導的壓力瞬變的這種性質(zhì)可以是有利的。這種性質(zhì)是壓力脈沖所缺乏的。壓力脈沖不含有動量，這與壓力瞬變相反，壓力瞬變被迫在產(chǎn)生所述壓力瞬變的碰撞過程中所采用的物體的動量守恒。這種性質(zhì)進一步使得有可能主張壓力瞬變?nèi)缤Ｗ颖憩F(xiàn)行為?？傊?，壓力瞬變可以通過使用活塞產(chǎn)生，其中運動的固體物體與活塞(實體)碰撞。因此，如果固體物體通過其它實體(如活塞)間接地與流體碰撞，則壓力瞬變也可以出現(xiàn)在流體中。對壓力瞬變(也經(jīng)常稱為壓力沖花或液壓沖擊)的報告和分析主要是關(guān)于當例如在管道系統(tǒng)中非故意發(fā)生時它們的潛在破壞或甚至災難性后果，或者關(guān)于因為在(占井)平臺上的海水砰擊或波浪破碎導致的堤壩和岸邊的建筑。當運動的流體被迫停止或突然改變方向(例如由于管道系統(tǒng)中的閥門突然關(guān)閉)時，經(jīng)常會發(fā)生水錘擊。在管道系統(tǒng)中，水錘擊可能導致從噪聲和振動到破裂和管道崩塌的問題。為了避免水錘擊，管道系統(tǒng)最經(jīng)常裝配有蓄壓器、旁路、減震器等。由水錘現(xiàn)象導致的破壞作用的一個原因是在流體系統(tǒng)中形成空化。當封閉系統(tǒng)中的壓力瞬變被阻止轉(zhuǎn)化回動量而相反轉(zhuǎn)化為空化時，會出現(xiàn)這樣的空化。如所述的，壓力瞬變可以通過所謂的水錘作用而獲得，例如如W02009/082453中描述的。其中描述的方法涉及其中鉆井液的流動被閥門中斷的鉆井作業(yè)，以及重復的打開和關(guān)閉閥門的循環(huán)產(chǎn)生朝向鉆頭傳播的壓力瞬變，其目的是增強鉆井作業(yè)的穿透速率。據(jù)稱，與使用單獨的泵壓和鉆柱重量獲得的，壓力瞬變以顯著更高的力推動鉆頭穿過地層。而且，采用水錘作用和由此產(chǎn)生的壓力瞬變，據(jù)稱在巖石碎片去除和鉆井穿透速率具有正面作用。這樣的利用水錘作用的裝置的實例可以在例如US4901290、US6237701、US6910542、US7464772、W02005/079224和W02009/082453中找到。這些裝置的共同點是，通過快速打開和關(guān)閉閥門來產(chǎn)生壓力瞬變，然而，其不利地產(chǎn)生不連續(xù)的流體流動。而且，通過這樣的打開和關(guān)閉產(chǎn)生的壓力瞬變的尺寸和傳播會難以控制。在W02010/137991中描述了另一種產(chǎn)生壓力瞬變的裝置，用于輸送和泵送流體。這種裝置通過采用與一個實體碰撞的具有非零動量的物體而產(chǎn)生壓力瞬變。如上所述的，與壓力波相比，壓力脈沖在整個流體上以相對尖銳前沿傳播。當比較壓力瞬變和壓力脈沖時，注意到，如同在水錘現(xiàn)象期間觀察到的，壓力瞬變具有甚至更尖銳的前沿并且在流體中像激波前沿一樣傳播。因此，壓力瞬變顯示出如同壓力脈沖的同樣重要的特性，但是它們具有顯著更多的具有尖銳前沿或短上升時間的這種至關(guān)重要的作用?？梢垣@得的壓力瞬變的振幅取決于碰撞物體的初始動量(即碰撞過程中涉及的物體的質(zhì)量和初始速度)以及流體的可壓縮性。這樣的一個實例在圖6B中給出，其中振幅為約170巴(約2500psi)的壓力瞬變在測量點處的持續(xù)時間為約5毫秒(ms)。這對于該壓力給出了約35，000巴/秒的極短上升時間。比較而言，在流體中產(chǎn)生壓力脈沖期間，其中沒有動量從任何沖擊物體被轉(zhuǎn)化，施加相當大量的能量來移動脈沖聚集體(如活塞的沖程)，并由此純傳輸流體。這不是有利的，因為壓力脈沖裝置通常趨向于連同流體注入裝置一起采用，這在用于輸送流體時是更有效的。壓力瞬變的粒子行為可以通過觀察牛頓擺(一種流行的經(jīng)典桌上玩具)來舉例說明，其中第一球從一側(cè)的沖擊使得在相反側(cè)的最外側(cè)的最后一球運動，其中在它們之間的球幾乎不運動。第一球的動量轉(zhuǎn)化成傳播通過中間球的壓力瞬變，而當該壓力瞬變到達最后一球時,它表現(xiàn)如同粒子的行為,使得該球運動。以這種方式，來自第一球的動量被轉(zhuǎn)化 為傳播通過中間的球的壓力瞬變，并且最終轉(zhuǎn)化為最外側(cè)的最后一球的動量并因此運動。這舉例說明了壓力瞬變的臨時性。還注意到，壓力瞬變也使能量守恒，因此這兩個定律的守恒給出了特有的效果，即左邊的兩個球的沖擊導致在右邊的兩個球的相應運動，并且這適用于任何數(shù)量的球。應當認識到，與一般認識相反，單獨的能量和動量守恒定律都不足以完全地解釋這種行為，并且在牛頓擺中的球系統(tǒng)必須滿足進一步的條件。所述系統(tǒng)必須能夠接近于無耗散的能量傳播。因此，壓力瞬變必須在幾乎沒有能量損失下傳播，如在例如Am. J. Phys. 49,761(1981)和Am. J. Phys. 50，977 (1982)中描述的。當在烴采收作業(yè)中采用壓力瞬變時，這種作用可能是重要的。由于壓力瞬變被迫使在產(chǎn)生壓力瞬變的碰撞過程中采用的物體的動量守恒的事實，所以壓力瞬變可以被看作處于臨時或短暫狀態(tài)的實體。在流體中傳播的壓力瞬變是一種臨時狀態(tài)，其最終將轉(zhuǎn)化為流體和/或與流體相接觸的一些物體的運動。忽略所述過程期間的任何能量損失，最終的運動理想地應當產(chǎn)生與在其中產(chǎn)生壓力瞬變的碰撞過程中所采用的第一物體最初損失的動量相等的總動量。比較而言，壓力脈沖和壓力波不具有如上關(guān)于壓力瞬變描述的任何臨時性，因為壓力脈沖和壓力波當它們在流體中傳播時由于耗散作用而會被減弱，但它們不會以與最終轉(zhuǎn)化回動量的壓力瞬變的相同方式消失。發(fā)明描述基于已知技術(shù)的狀態(tài)，本發(fā)明的實施方案的一個目的是通過提供增大烴采收率的程序來克服或至少減少用于烴采收作業(yè)的已知方法的上述缺點中的一些或全部。本發(fā)明的實施方案的另一個目的是提供一種用于烴采收作業(yè)的方法，其可以產(chǎn)生增大的通過多孔介質(zhì)的滲透。本發(fā)明的實施方案的另一個目的是提供產(chǎn)生可應用于烴采收作業(yè)領(lǐng)域并且可應用于地下儲層或井眼中的流體的壓力瞬變的替代方法，。本發(fā)明的實施方案的又一個目的是提供一種可以相對簡單和廉價地在現(xiàn)有烴采收地點實施并且有效的方法。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過一種在包括使用至少一種流體的烴采收作業(yè)中的方法實現(xiàn)。所述方法包括在流體中誘導壓力瞬變以在所述流體中傳播。壓力瞬變通過碰撞過程誘導，該碰撞過程通過使至少一個運動物體(moving object)在流體的外部與至少一個實體(body)發(fā)生碰撞而產(chǎn)生，該實體與在至少一個部分封閉空間內(nèi)的流體接觸。本發(fā)明的有利實施方案在其余的從屬權(quán)利要求中陳述。通過碰撞過程，來自所述物體的能量以及動量轉(zhuǎn)化成流體中的壓力瞬變。所述壓力瞬變以音速行進和傳播通過流體。通過碰撞過程誘導的壓力瞬變的產(chǎn)生可以是有利的，因為由此可獲得非常陡峭或陡的壓力前沿，其相比于例如用常規(guī)壓力脈沖技術(shù)可獲得的壓力脈沖，具有高振幅、極短的上升時間以及極小的寬度或持續(xù)時間。而且，與相比于例如單個正弦壓力波的單一頻率，可以看到通過碰撞過程誘導的壓力瞬變包含增加的高頻率含量。這在不同的烴采收作業(yè)，例如在注水、引入處理液或在固結(jié)過程中可以是有利的，因為可以看到高頻率含量增加流體進入多孔介質(zhì)的滲透速率，其中不同材料性質(zhì)的材料和不同尺寸的液滴可以另外限制或降低流通(量)。這在阻止或降低對于阻塞的任何趨勢的風險以及在將儲層保持在優(yōu)異流動條件(狀態(tài))方面也是有利的。增加的滲透速率在關(guān)于在固結(jié)作業(yè)中的注入固結(jié)液和后沖洗的操作兩方面可以同樣是有利的。而且，通過所提出的碰撞過程誘導的壓力瞬變可以有利地應用于清理流體流動通道或井眼，產(chǎn)生改善的和更有效的表面清理。所提出的方法可以例如應用于清潔液，其中用于產(chǎn)生壓力瞬變的設(shè)備可以被引入出油管或井眼中。而且，通過所提出的碰撞過程誘導的壓力瞬變可以有利地應用于井眼中的注水泥作業(yè)。這里，在未固化水泥中誘導壓力瞬變可以產(chǎn)生減少的流體或氣體向水泥中的遷移和流入。根據(jù)上述的壓力瞬變的應用關(guān)于向地下儲層中注入壓裂液的作業(yè)也可以是有利的，其中壓力瞬變可以起到增強在地下儲層中形成允許烴逸出和流出的裂隙的效率的作用。根據(jù)上述的壓力瞬變的應用在鉆井作業(yè)中也可以是有利的，其中如通過碰撞過程 誘導的壓力瞬變可以增大鉆井滲透速度并起作用而有助于推動鉆頭穿過地層。相比于基于利用通過打開和關(guān)閉閥門的水錘現(xiàn)象來在鉆井作業(yè)中產(chǎn)生壓力瞬變的已知方法，根據(jù)本發(fā)明的方法是有利的，因為這里的壓力瞬變可以在連續(xù)流體流動中產(chǎn)生，而不會顯著地影響流量。而且，壓力瞬變可以通過簡單又有效的方式誘導，并且無需根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的閥門的任何打開和關(guān)閉以及用于此的控制設(shè)備。通過所提出的方法，還可以獲得，可以在流體的流量不增加或僅有很小增加的情況下對流體誘導壓力瞬變，因為實體不像在常規(guī)壓力脈沖中那樣被移動和擠壓通過流體。相反，可以看到在碰撞期間來自運動物體對該實體的沖擊僅使該實體最小程度地位移，基本上對應于實體下方的液體的壓縮。因此烴采收作業(yè)中的期望流體流量可以借助于例如在作業(yè)中采用的泵送裝置更精確地控制，并且作為實例，可以在期望流動下保持均勻或接近均勻而與壓力瞬變的誘導無關(guān)。因此，根據(jù)上述的方法例如在流體注入和灌注作業(yè)中可以是有利的，其為了降低在地層中早期流體突破的風險，適中的流體流量且在該流量下具有最小波動是期望的。關(guān)于注水作業(yè)，已進行了試驗，表明與恒定靜壓力驅(qū)動流相比，通過施加由碰撞過程誘導的壓力瞬變，烴采收率增加了 5-15%。增加的采收率是在未改變流量的情況下獲得的。流體可以包括以下組中的一種或多種主要是水(primarily water)、固結(jié)液、處理液、清潔液、鉆井液、壓裂液或水泥。壓力瞬變可以被誘導以全部或部分地在流體中傳播。當運動物體在流體外部與實體碰撞時，可以獲得，該物體的大部分(如果不是全部)動量轉(zhuǎn)化為在所述流體中的壓力瞬變。另外，在碰撞過程在流體中向下進行時，該物體 的一些動量將在碰撞前喪失在移動流體的位置中。運動物體可以直接或間接地通過其它碰撞來碰撞或沖擊實體。所述實體可以包括各種形狀，如活塞形狀，其頭部位于流體頂部或完全浸沒在流體中。而且，所述實體可以在支架上置于在部分封閉空間中，或者可以在封閉空間被寬松地保持在原位。部分封閉空間可以成形為圓筒狀，其中在該圓筒相對于所述實體的相反部分具有流體通道。封閉空間可以連接于一個或多個流體通道，其布置用于封閉空間中的流體與其中在烴采收作業(yè)中施加流體的地方如地層或井眼之間的流體聯(lián)通。此外，部分封閉空間可以布置成使所述流體被傳輸通過該部分封閉空間。碰撞過程可以簡單地通過使一個或多個物體從給定高度下落到所述實體上而產(chǎn)生。然后被誘導的壓力瞬變的大小可以通過下落物體的質(zhì)量、下落高度和與流體接觸的實體的截面積確定。由此可以容易地控制它們誘導的壓力瞬變的振幅和時間。同樣地，通過調(diào)節(jié)例如在碰撞過程中的物體的質(zhì)量、下落高度、碰撞物體的相對速度或與液體接觸的實體的橫截面積(例如直徑)，可以容易地調(diào)節(jié)、改變或定制壓力振幅。這些調(diào)節(jié)可能性在流體注入和流體灌注中證明是特別有利的，因為在正常儲層壓力和破裂壓力之間的差異經(jīng)?？赡苁钦?。因為碰撞過程可以在無需任何直接氣動功率源便進行，所以所提出的方法可以通過更小和更緊湊的裝置來實施。而且，相比于例如常規(guī)壓力脈沖技術(shù)，所提出的方法的功率要求低，因為通過碰撞過程或沖擊，更多的能量可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w中的壓力瞬變。所提出的在烴采收作業(yè)中施加壓力瞬變的方法可以有利地從更接近表面的平臺或位置進行操作，因為壓力瞬變比常規(guī)壓力脈沖傳播得更遠。因此，用以實施所述方法的設(shè)備不必需地置于浸沒在儲層或井眼中或在海床以下。這可以導致更廉價的設(shè)備以及更容易和更廉價的維護，尤其是當考慮離岸作業(yè)時。而且，由于根據(jù)本發(fā)明的方法不需要在井眼下或靠近地下底層進行，所以壓力瞬變有可能可以同時地在多個井眼或流體注入點中誘導。一般地，使壓力脈沖適用于烴采收作業(yè)的一個特性在于，如上所述它們像陡峭前沿一樣在整個流體中傳播。因為壓力瞬變具有甚至更加陡峭的前沿或甚至更短的上升時間并且如在水錘現(xiàn)象期間觀察到的一樣像激波前沿在流體中傳播，因此壓力瞬變表現(xiàn)出與壓力脈沖相同的重要特性，但達到更高的程度。因此，在烴采收作業(yè)中施加壓力脈沖的所有優(yōu)點都可以利用壓力瞬變以更高程度獲得。此外，在地球重力場中向下行進的壓力瞬變可以看成類似于粒子獲得動量。因此，在烴采收作業(yè)中，可以在表面處有利地進行壓力瞬變的施加，以獲得最好的效果，因為當壓力瞬變從表面向下行進并進入地下儲層時，它們可以獲得顯著的動量。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，烴采收作業(yè)中的方法包括通過碰撞過程在至少一種流體中誘導壓力瞬變，其中該碰撞過程涉及至少一個運動物體，其與至少一個與在至少一個部分封閉空間內(nèi)的所述至少一種流體接觸 的實體碰撞，并且其中允許壓力瞬變在應用于烴采收作業(yè)中的所述至少一種流體中傳播。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，所述流體處于靜止并且源自一個或多個的貯液器。備選地，所述流體是流動的并且源自至少一個貯液器，并且所述流動通過流體輸送設(shè)備獲得。在烴采收作業(yè)中的方法的一個實施方案中，所述流體被引入地下儲層和/或替代地下儲層中的其它流體。在所述方法的一個實施方案中，所述流體是或包含主要是水，其在注水操作期間被引入地下儲層中。在所述方法的一個實施方案中，所述流體是或包含固結(jié)液，其被引入地下儲層的未固結(jié)部分中。在所述方法的另一個實施方案中，所述流體是或包含處理液，其用于地下儲層的化學處理。在所述方法的另一個實施方案中，所述流體是或包含清潔液，其用于清潔流動通道和井眼。在所述方法的一個實施方案中，所述流體是或包含鉆井液，其用于鉆井作業(yè)，其中通過鉆頭的滲透速率是必須的。在所述方法的另一個實施方案中，所述流體是或包含壓裂液，其被用于在水力壓裂作業(yè)期間在地下儲層中產(chǎn)生裂隙。在所述方法的一個實施方案中，所述流體是或包含未固化且在井眼中的注水泥作業(yè)期間應用的水泥。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，所述至少一種流體從至少一個與部分封閉空間流體聯(lián)通的貯液器提供。而且，所述方法可以包括借助于至少一種流體輸送設(shè)備從所述至少一個貯液器輸送所述至少一種流體的步驟。由此，流量可以通過該流體輸送設(shè)備充分控制，并且可以根據(jù)應用所述方法及被引導流體的地層或井眼的狀況連續(xù)地調(diào)整或調(diào)節(jié)在本發(fā)明的一個實施方案中，碰撞過程包括借助于重力使其下落到實體上的物體。因此如之前提到的，可以通過簡單的手段獲得導致相當可觀大小的壓力瞬變的碰撞過程。誘導的壓力振幅可以作為物體的下落高度、物體的沖擊速度、其質(zhì)量、實體的質(zhì)量及其與流體接觸的橫截面積的函數(shù)來確定并控制。可以有利地施加在50-400巴范圍內(nèi)，如在100-300巴范圍內(nèi)，如在150-200巴范圍內(nèi)的壓力振幅。前述參數(shù)同樣影響壓力上升時間，其可以有利地在1，000-200, 000巴/秒的范圍內(nèi)，如在10. 000-150. 000巴/秒的范圍內(nèi)，如在70，000-120, 000巴/秒的范圍內(nèi)。類似地，前述參數(shù)影響壓力瞬變的寬度或持續(xù)時間，在測量點，其可以有利地在O. 1-1000毫秒的范圍內(nèi)，如在O. 5-100毫秒的范圍內(nèi)，如約幾毫秒例如大約1-5毫秒。在本發(fā)明的一個實施方案中，物體與實體在另外的流體中碰撞。由此得到，所提出的方法可以在例如下至海床上、下至井眼中或進入地層內(nèi)實施。另外的流體可以有利地具有相對較低的粘度以在碰撞之前降低運動物體上的阻力和動量損失。根據(jù)一個實施方案，物體與所述實體在空氣中碰撞。在本發(fā)明的另一個實施方案中，根據(jù)以上任一項所述的方法還包括以時間間隔產(chǎn)生許多碰撞過程，這可以起到增加在流體中誘導的壓力瞬變的效果的作用。壓力瞬變可以以規(guī)則間隔或不均勻間隔誘導。作為一個實例，壓力瞬變可以在烴采收作業(yè)的早期更經(jīng)常且以較短時間間隔誘導，而在后期以較長間隔誘導。壓力瞬變之間的時間間隔可以例如依靠在地層上同時進行的測量(如壓力測量)而進行控制和調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，碰撞過程以在2-20秒范圍內(nèi)，如在4-10秒范圍內(nèi)的時間間隔產(chǎn)生。最佳時間間隔可以取決于諸如地層的類型、地層的孔隙率、壓裂的風險等因素。在一個實施方案中，所述方法包括以下步驟以壓力振幅和碰撞之間的時間的第一設(shè)置產(chǎn)生第一序列碰撞過程，接著以壓力振幅和碰撞之間的時間間隔的不同設(shè)置的第二序列碰撞過程。例如，壓力瞬變的突破可以以這種方式周期性地被輸送。這在增大壓力瞬變的效果方面可以是有利的。如之前提及的，誘導的壓力瞬變的振幅和時間間隔可以通過·例如調(diào)節(jié)運動物體的重量或通過調(diào)節(jié)其下落高度而容易地進行改變和控制。在本發(fā)明的一個實施方案中，壓力振幅的設(shè)置通過改變運動物體的質(zhì)量、或相對于實體的速度改變運動物體的速度而進行改變。由此壓力振幅可以以簡單而有效且可控的方式根據(jù)需要進行改變。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，所述實體被安置以將所述流體與所述至少部分封閉空間中沒有流體的部分分隔開。這例如可以通過將實體作為活塞置于缸中并在活塞下方用流體填充該缸而獲得。在本發(fā)明的另一個實施方案中，部分封閉空間包括被所述實體分隔開的第一和第二部分，并且所述方法還包括在所述碰撞過程之前用流體填充所述第一部分。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述至少一個運動物體連接至至少一個波動捕獲系統(tǒng)。而且，所述至少一個波動捕獲系統(tǒng)可以包括至少一個被布置成通過波發(fā)生運動的浮標，并且所述至少一個浮標的運動誘導所述物體的運動，從而在與所述實體碰撞之前獲得所述物體的非零動量。由此得到，所提出的用于烴采收作業(yè)的方法可以通過波的動力有效且廉價而連續(xù)地被提供動力。附圖
簡述在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的不同實施方案，其中圖I顯示了本發(fā)明的一個可能的實施方案，其中壓力瞬變施加于流體，該流體隨后被注入地下儲層中；圖2舉例說明了本發(fā)明的另一個實施方案，其中壓力瞬變施加于流動流體，該流動流體隨后被注入地下儲層中；圖3概述了本發(fā)明的另一個實施方案，其中在管道中引入了蓄壓器以保護流體傳輸設(shè)備免于壓力瞬變的影響；圖4顯示了本發(fā)明的另一個實施方案，其中壓力瞬變通過從海洋波捕獲的能量產(chǎn)生，圖5提供了在本發(fā)明的方法在伯里亞(Berea)砂巖巖心上的實驗測試中應用的構(gòu)造的示意性概觀；
圖6A舉例說明了在伯里亞砂巖巖心上的實驗期間獲得的壓力瞬變的典型形狀；圖6B顯示了在伯里亞砂巖巖心上的注水實驗中獲得和測量的更詳細的單個壓力瞬變，圖7是在有和沒有壓力瞬變下的注水試驗中獲得的一些結(jié)果的概述；和圖8是用于在伯里亞砂巖巖心上的巖心注水實驗的實驗裝置的略圖?？赡艿膶嵤┓桨傅脑斒霰緦＠暾埖陌l(fā)明基于在烴采收作業(yè)中采用通過碰撞過程誘導的壓力瞬變。圖I顯示了本發(fā)明的一個可能實施方案，其包括具有以下組件的系統(tǒng)具有開口 104的液壓缸101，活塞102，連接至第三管道110的第一和第二管道111、112，分別布置在第一和第二管道111、112中的第一和第二止回閥121、122，以及可以與活塞102碰撞的物體103。來自貯液器131的流體被置于地下儲層132中，或來自貯液器131的流體替代地下儲層132中的烴和/或其它流體。在物體103與活塞102碰撞時產(chǎn)生的壓力瞬變以音速沿著來源于貯液器131的流體傳播到地下儲層132中。這些壓力瞬變增強地下儲層132中的滲透速度并且抑制對于阻塞的任何趨勢，以及將地下儲層132保持處于優(yōu)異流動條件。這種優(yōu)異流動條件增大來自貯液器131的注入液可以被置于地下儲層132中的速度和面積。烴采收作業(yè)經(jīng)常涉及用另一種流體(在圖I中，其來自貯液器131)替代地下儲層132中的烴，并且這種流體交換通過傳播到地下儲層132中的壓力瞬變被增強。圖2概述了本發(fā)明的另一個實施方案,其包括與關(guān)于圖I描述的實施方案相同的組件，并且另外包括連接至管道系統(tǒng)的流體泵送裝置240，用于輔助將來自貯液器的流體傳輸?shù)降叵聝?32中。該系統(tǒng)包括以下組件具有開口 204的液壓缸201，活塞202，連接至第三管道210的第一和第二管道211、212，分別布置在第一和第二導管211、212中的第一和第二止回閥221、222，連接至第一管道211和第四管道213的流體泵送裝置240，布置在第四管道213中的第三止回閥，以及可以與活塞202碰撞的物體203。來自貯液器231的流體被放置到地下儲層232中，或者來自貯液器231的流體替代地下儲層232中的烴和/或其它流體。當物體203與活塞碰撞時產(chǎn)生的壓力瞬變以音速沿著來自貯液器231的通過流體泵送裝置240傳輸?shù)牧黧w傳播到地下儲層232中。圖3概述了本發(fā)明方法的另一個實施方案，其包括的系統(tǒng)類似于關(guān)于圖I和2概述的系統(tǒng)，另外包括蓄壓器。該系統(tǒng)包括以下組件具有開口 304的液壓缸301，活塞302，連接至第三管道310的第一和第二管道311、312，分別布置在第一和第二管道311、312中的第一和第二止回閥321、322，連接至第一管道311、第四管道313的流體泵送裝置340，布置在第四管道313中的第三止回閥323，包括室350和膜351 (其能夠?qū)⑿顗浩髦械牟煌黧w分隔開)的蓄壓器，其與在第一止回閥321和流體泵送裝置340之間的第一管道311流體聯(lián)通，以及可以與活塞302碰撞的物體303。來自貯液器331的流體被置于地下儲層332中，或者來自貯液器331的流體替代地下儲層332中的烴和/或其它流體。在物體303與活塞碰撞時產(chǎn)生的壓力瞬變以音速沿著來自貯液器331的通過流體泵送裝置340傳輸?shù)牧黧w傳播到地下儲層332中。布置在泵送裝置340和其中產(chǎn)生壓力瞬變的缸301之間的蓄壓器起到減弱和累積行進通過管道系統(tǒng)的該部分并因此無助于烴采收作業(yè)的任何壓力瞬變的作用。圖4概述了本發(fā)明的另一個實施方案，其包括如之前關(guān)于圖I至3描述的系統(tǒng)，并且其中通過海洋波使物體403與活塞402碰撞而發(fā)生運動。該系統(tǒng)包括以下組件具有開口 404的液壓缸401，活塞402，連接至第三管道410的第一和第二導管411、412，分別布置在第一和第二管道411、412中的第一和第二止回閥421、422，連接至第一管道411、第四管道413的流體泵送裝置440，布置在第四管道413中的第三止回閥423 ;包括室450和膜451 (其可以將蓄壓器中的不同流體分隔開)的蓄壓器，該蓄壓器與在第一止回閥421和流體泵送裝置440之間的第一管道411流體聯(lián)通，連接至物體403的浮標405，防止物體403相對于活塞402水平漂移的導向裝置406,能夠與活塞402碰撞的物體403。該系統(tǒng)可以任選地構(gòu)造為不具有任何泵送裝置440。同樣，該系統(tǒng)可以構(gòu)造為不具有任何蓄壓器或具有放置在其它位置處的另外的蓄壓器。所述(這些)蓄壓器同樣可以是不同于這里所示的具有膜的蓄壓器的類型。浮標405通過海洋波460發(fā)生運動，而導向裝置406引導物體403以使物體403的用于與活塞402的碰撞過程的大部分動量可以通過海洋波460提供。來自貯液器431的流體被置于地下儲層432中，或者來自貯液器431的流體替代地下儲層432中的 烴和/或其它流體。在物體403與活塞碰撞時產(chǎn)生的壓力瞬變以音速沿著來自貯液器431的通過流體泵送裝置440傳輸?shù)牧黧w傳播到地下儲層432中。圖5是在伯里亞砂巖巖心的注水實驗中應用的構(gòu)造的概觀，其中采用了以下組件連接至兩個管線510和511的液壓缸501，活塞502，物體503，連接至管線511和513的流體泵送裝置540，容納有用于巖心注水實驗的鹽水的貯液器531，安裝了伯里亞砂巖巖心栓并且連接至管線510和512的容器532，連接至兩個管線512和514的單向閥522，基本垂直地安置并用于測量在巖心注水實驗期間采收的油的體積的(油)管533，連接管533和其中收集鹽水的貯液器534的管線515 ;以及最后的止回閥521。在實驗期間，鹽水從貯液器531中通過置于容器532中的芯材泵送。在這些實驗中，使用了具有約100-500mDarcy(毫達西)的不同滲透性的伯里亞砂巖巖心,它們在實驗之前根據(jù)標準方法用油飽和。從通過鹽水的注水法采收的油在實驗期間將在管533的上部累積，并且在貯液器534中收集的鹽水的體積則等于通過泵送裝置540從貯液器531傳輸?shù)捏w積。在這些實驗中應用的更具體程序遵照關(guān)于在伯里亞砂巖巖心上的注水實驗的標準方法。管線511是柔性的以容納任何小體積的流體，該小體積流體可能是由于通過泵送裝置540連續(xù)輸送流體導致的在活塞502與物體503之間的碰撞過程期間在管道中累積的。活塞502在支架中置于缸501中，且活塞下方的缸空間用流體填充。在實驗中，使用用于約20ml水的液壓缸。流過容器532的鹽水的總體積看成近似對應于泵送裝置的固定流量。因此包括液壓缸501、活塞502和物體503的設(shè)備在這些實驗中僅對鹽水的傳輸無明顯貢獻。物體與活塞的碰撞發(fā)生在非常短的時間間隔期間。因此，流體不能通過導致流動增加且因此代替所述固定流量的位移而響應于該高沖擊力。更確切地，流體通過該沖擊被壓縮并且活塞的動量轉(zhuǎn)化為壓力瞬變。因此，認為碰撞過程期間活塞502的任何運動都涉及活塞下方的流體的壓縮，并且不是由于液壓缸501外的流體的任何凈位移導致。在進行實驗期間的壓力瞬變是通過將重量為5kg的物體503提升至17cm的高度并使其下落到缸上，從而與處于靜止的活塞502碰撞而產(chǎn)生。使用的液壓缸501的體積為約20ml且內(nèi)徑為25mm,其對應于活塞502的直徑。用于實施碰撞過程的設(shè)備在圖8中不出。在許多小時的時間跨度上，用以約6秒(10次沖擊/分鐘)的間隔產(chǎn)生的壓力瞬變來進行試驗。通過碰撞導致的活塞502的移動相比于活塞502的直徑和液壓缸501的容積是可忽略的，僅導致總流體體積的壓縮，這可以從下文推導。液壓缸501的體積為約20ml，并且容器中的伯里亞砂巖巖心中的流體體積為約20-40ml (使用不同尺寸的巖心)。因此通過與活塞502碰撞的物體503壓縮的總體積可能為約50-100ml (包括一些管線體積)。約0，5%的這樣的體積的壓縮(需要約110巴的壓力，因為水的體積模量為約22000巴)表示體積減少約0，25-0, 5ml，對應于活塞502向下的位移為約Imm以下。因此，活塞502在5毫秒的時間間隔內(nèi)移動約1mm，在這期間壓力瞬變可能已經(jīng)傳播約5-10m。這種運動相比于活塞502的直徑和液壓缸501的體積而言是可忽略的。 圖6A顯示了作為對于所進行的實驗之一的持續(xù)時間的時間函數(shù)，在容器532的入口處測得的流體中的壓力。通過使重量為5kg的物體503從17cm的高度落到活塞上而產(chǎn)生壓力瞬變。碰撞(以及因此壓力瞬變)在約6秒的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生。通過上述手段，產(chǎn)生的壓力振幅在至少70-180巴或甚至更高的范圍內(nèi)，因為實驗中使用的壓力計僅能測量至多180巴。相比而言，為了向下推動或壓縮(不是錘擊)活塞以產(chǎn)生僅約10巴的靜壓力，將需要約50kg質(zhì)量(重量約為500N)的物體。在伯里亞砂巖中的流體狀態(tài)(湍流等)和條件對于所有沖擊均從不相同，因為這些條件在實驗過程期間發(fā)生改變。因此系統(tǒng)在每次沖擊后都改變，這可能是所測得的壓力瞬變之間有變化的原因。圖6B中更詳細地顯示了單個壓力瞬變，也示出了如在伯里亞砂巖巖心上的實驗室注水實驗中所獲得和測得的壓力瞬變的典型形狀。注意到在這些實驗中的每一個壓力瞬變的振幅為約170巴(約2500psi)，以及寬度為近似或大約5毫秒，由此產(chǎn)生非常陡峭的壓力前沿和非常短的上升和下降時間。相比而言，通過快速打開閥門導致的壓力脈沖所獲得的壓力振幅的寬度為數(shù)秒并且通常小于10巴。圖7是在之前描述的在伯里亞砂巖巖心上的注水實驗中所獲得的一部分結(jié)果的總結(jié)。進行了在沒有(標記為“A”)和有(標記為“B”)壓力瞬變下的對比試驗，并且彼此分別列在圖7的表中，且對于不同的注水速度。在沒有壓力瞬變下進行的實驗(標記為“A”)是用靜壓力驅(qū)動流體流來進行的，其中泵送裝置540直接耦接于芯缸532。換言之，包括活塞502和物體503的液壓缸501被斷開或繞過。在兩個系列的實驗中，使用相同的Decan油類型。平均(在巖心栓的橫截面上)注水速度(按μ m/秒計)通過泵送裝置的流量給出。在所有實驗中，除了 3B，用于產(chǎn)生壓力瞬變的設(shè)備都對總流量及因此對注水速度的貢獻都是可忽略的，這是期望的，因為高注水速度可能導致被注入的水更不均勻滲透，并因此導致早期的水突破。在實驗3B中，實驗裝置還包括置于液壓缸501和流體泵送裝置540之間的蓄壓器，其被認為提供了導致表中報告的30-40 μ m/秒的高注水速度的額外泵送效果。如從實驗數(shù)據(jù)可看到的，對注水法施加壓力瞬變導致油采收率的顯著提高，范圍在約
5.3-13. 6% (分別在試驗2和4中)，因此明確地證實了根據(jù)本發(fā)明所提出的烴采收方法的潛力。圖8是略圖，顯示了用于在伯里亞砂巖巖心上的實驗中的碰撞過程中采用的用于移動物體的設(shè)備，以及如前描述的在伯里亞砂巖巖心上的巖心注水實驗中應用的實驗裝置。 這里通過在流體填充的液壓缸501中的活塞502上的沖擊負載產(chǎn)生壓力瞬變。在垂直放置的桿802上提供物塊(mass)801，其借助于馬達803提升至一定高度，從該處允許其下落到并沖擊活塞502。因此沖擊力通過下落物塊的重量和下落高度確定。可以在桿上安置更多物塊并調(diào)節(jié)沖擊負載。液壓缸501經(jīng)由管511連接至流體泵540，該泵從804貯液器(未顯示) 將鹽水泵送通過缸并通過置于容器532中的初始油飽和的伯里亞砂巖巖心。在不同的位置連續(xù)測量壓力。在泵和缸之間的止回閥521 (未顯示)確保單向流動。當已通過伯里亞砂巖巖心時，流體(開始時流體僅是油，而在水突破后，它幾乎僅是鹽水)被泵送至用于收集所采收的油的管和用于鹽水的貯液器，如圖5中概述的。
權(quán)利要求
1.在包括使用至少一種流體的烴采收作業(yè)中的方法，所述方法包括在所述流體中誘導壓力瞬變以在所述流體中傳播，其中所述壓力瞬變通過碰撞過程誘導，所述碰撞過程通過使至少一個運動物體在所述流體外部與至少一個實體碰撞產(chǎn)生，所述實體與在至少一個部分封閉空間內(nèi)的所述流體接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述至少一種流體從至少一個與所述部分封閉空間流體聯(lián)通的貯液器(131)提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烴采收作業(yè)中的方法，所述方法還包括借助于至少一個流體輸送設(shè)備(240，340，440)，從所述至少一個貯液器(231，331，431)輸送所述至少一種流體的步驟。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述碰撞過程包括使所述物體借助于重力下落到所述實體上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述物體與所述實體在另外的流體中碰撞。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述物體與所述實體在空氣中碰撞。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，所述方法還包括以時間間隔產(chǎn)生多個所述碰撞過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述碰撞過程以在2-20秒范圍內(nèi)，如在4-10秒范圍內(nèi)的時間間隔產(chǎn)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，所述方法包括以下步驟產(chǎn)生以壓力振幅和所述碰撞之間的時間的第一設(shè)置產(chǎn)生第一序列碰撞過程，接著以壓力振幅和所述碰撞之間的時間的不同設(shè)置產(chǎn)生第二序列碰撞過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述壓力振幅的設(shè)置通過改變所述運動物體的質(zhì)量、或相對于所述實體的速度改變所述運動物體的速度而進行改變。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中安置所述實體以將所述流體與所述至少部分封閉空間中沒有流體的部分分隔開。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述部分封閉空間包括通過所述實體分隔開的第一和第二部分，并且其中所述方法還包括在所述碰撞過程之前用流體填充所述第一部分。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的烴采收作業(yè)中的方法，其中所述至少一個運動物體(403)連接于至少一個波動捕獲系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的烴采收作業(yè)中的方法，其特征在于，所述至少一個波動捕獲系統(tǒng)包括至少一個被布置成通過波發(fā)生運動的浮標(405)，并且其中所述至少一個浮標(405)的運動誘導所述物體(403)的運動，從而在與所述實體(402)的碰撞之前獲得所述物體(403)的非零動量。
全文摘要
本發(fā)明涉及在用于烴采收作業(yè)的流體中誘導壓力瞬變方法。本發(fā)明的特征還在于通過碰撞過程在流體中誘導壓力瞬變。所述碰撞過程采用運動物體(103，203，303，403)，其在所述流體外部與實體(102，202，302，402)碰撞，所述實體與在部分封閉空間(101，201，301，401)內(nèi)的流體接觸。此外，必須使所述壓力瞬變在流體中傳播。所述流體可以是以下組中的一種或多種主要是水、固結(jié)液、處理液、清潔液、鉆井液、壓裂液和水泥。
文檔編號E21B43/16GK102971483SQ201180029593
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者吉姆-維克多·保爾森 申請人:壓力技術(shù)系統(tǒng)公司