СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА И ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ
METHOD OF TREATMENT OF BOTTOMHOLE ZONE OF PRODUCTIVE FORMATION AND BOTTOMHOLE

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, конкретно к способам обработки продуктивного пласта и призабойнойл зоны с применением генераторов гидроимпульсного воздействия.
Известен «Способ обработки призабойной зоны пласта скважин» (пат. РФ №2105874, МПК 7 Е21В 43/25, опуб. 1998 г.), включающий спуск генератора импульсов давления и последующую импульсную обработку интервала зоны перфорации последовательно по локальным участкам путем остановки генератора напротив них, при этом на каждый участок предварительно производят воздействие импульсами с энергией 250-400 кДж и длительностью колебаний ударной волны до их полного затухания, а затем генерируют импульсы с энергией 6-8 кДж и частотой 10-15 Гц.
Недостатками этого способа являются очень высокая энергия импульсов воздействия давления на призабойную зону продуктивного пласта скважины, обсаженную эксплуатационной колонной, в результате чего происходит растрескивание и разрушение цементного камня за колонной, что в свою очередь приводит к образованию заколонных перетоков воды.
Известен "Способ обработки призабойной зоны добывающей скважины" (патент RU №2117145, Е21В 43/25, БИ №22, 10.08.98 г.), включающий заполнение интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины, технологическую выдержку, вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции и повторение операций, при этом предварительно проводят промывку скважины растворителем асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений с частичной его задавкой в призабойную зону скважины и вакуумно-импульсное воздействие с одновременной откачкой продуктов реакции, при повторении операций после каждого заполнения интервала продуктивного пласта скважины раствором для обработки призабойной зоны скважины его продавливают нефтью в призабойную зону скважины, а при заполнении интервала продуктивного пласта скважины последующей порцией раствора для обработки призабойной зоны скважины ее объем увеличивают на 1,15-1,25 по сравнению с объемом предыдущей порции раствора для обработки призабойной зоны скважины.
Недостатками способа является то, что он реализуется в режиме репрессии, т.е. когда забойное давление (Рзаб) больше, чем пластовое давление (Рпл), поэтому обрабатывающий состав поступает из скважины в пласт и все скопившиеся в призабойной зоне пласта загрязнения проталкиваются в глубину пласта. Поэтому продолжительность эффекта обработки призабойной зоны (ОПЗ) кратковременна из-за повторного загрязнения пористой среды призабойной зоны после пуска скважины в эксплуатацию. Продавленные в пласт кольматирующие вещества возвращаются обратно в призабойную зону и снижают приток нефти в ствол скважины.
Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта» (пат. РФ №2268997, Е21В 43/25, опуб. 2006 г.), по которому перед импульсной обработкой скважинную жидкость заменяют на безводную нефть, в интервал продуктивного пласта проталкивают углеводородный растворитель, производят дополнительную перфорацию эксплуатационной колонны и пласта в данной среде, спуск в скважину генератора импульсов давления и последующую импульсную обработку в режиме 20-40 импульсов в минуту с энергией не более 6 кДж при забойном давлении призабойной зоны продуктивного пласта в интервалах с максимальной нефтенасыщенностью, затем в зоне продуктивного пласта производят имплозионную очистку призабойной зоны.
Недостатком способа является то, что для его реализации необходима замена скважинной жидкости на безводную нефть и далее углеводородный растворитель, что усложняет проведение способа, кроме того, обработку проводят создавая импульсы глубинным электрическим генератором с 20-40 импульсами в минуту, а уже после обработки необходимо спускать имплозионное устройство и проводить очистку забоя и вынос шлама (продуктов от работы генератора) с помощью депрессии, что приводит к увеличению продолжительности ведения работ и удорожанию процесса.
Технической задачей предложения является повышение эффективности импульсной обработки за счет создания волновых воздействий на депрессии обрабатываемого пласта и распространения энергии импульсов давления, не вызывающей негативных факторов.
Техническая задача решается способом обработки призабойной зоны продуктивного пласта и забоя скважины, включающим спуск в скважину генератора импульсов давления и последующую импульсную обработку в режиме с частотой 20-40 Гц с энергией не более 5 кДж при забойном давлении в интервалах с максимальной нефтенасыщенностью, очистку призабойной зоны продуктивного пласта, по которому согласно предлагаемому изобретению импульсное воздействие осуществляют циклическим давлением депрессии в флюидозаполненной скважине, причем регулирование давления депрессии осуществляют дросселирующим потоком жидкости путем применения дроссельной муфты со сменными втулками разных диаметров, очистку призабойной зоны осуществляют применением щелевого и перо-фильтра, установленных на НКТ, а обработку пластов в скважине проводят не менее 3-х раз.
В основе способа лежит гидроударное возбуждение импульсов циклическим давлением депрессии в флюидозаполненной скважине, воздействующие генерирующими упругими колебаниями в призабойной зоне скважины и оказывающие волновое воздействие на пласт в частотном диапазоне от 20 до 40 Гц. Импульсно-волновое воздействие на ПЗП осуществляется гидравлическим генератором. Продолжительность проведения обработки определяется глубиной нахождения продуктивных горизонтов и необходимым созданием давлением депрессии.
Для воздействия на проницаемый пласт применяется гидравлический генератор для создания гидроимпульсных волн на депрессии. Распространение волн гидроимпульсов при этом происходит по горизонтали пласта и оси ствола или колонны в скважине. Воздействие на ПЗП зависит от величины импульса давления и частоты. Было доказано, что глубина обработки тем глубже, чем ниже частота. При частоте воздействия 92-104 импульсов и больше (в случае подачи насосным агрегатом) глубина не превышает 1-2 см. При частоте до 20-40 Гц она возрастает до 1-2 м (использование силы движения жидкости давлением пласта или уравновешивание уровня жидкости из затрубья в трубное пространство через специальное генерирующее устройство).
Из практики технологии гидроимпульсного волнового воздействия на пласт с применением генератора известно, что при первой обработке нефтегазонасыщенного горизонта происходит разрушение частиц привнесенных когда-то в поры или вследствие закупорки пор скелета пласта в процессе эксплуатации. При вторичной обработке происходит продолжение разрушения более отдаленных участков пласта, что приводит к миграции стронутых частиц ранее обработанных участков пласта и частичный вынос их из продуктивного горизонта. Третьей по очереди воздействие на тот же горизонт происходит продолжение разрушения более отдаленных участков пласта, вынос частиц породы и механических примесей из пласта и погружение их в контейнер.
При обработке нескольких горизонтов количество обработок необходимо 2+ количество обрабатываемых пластов(1 пласт не менее 3-х импульсно-волновых воздействий).
Для регулирования давления депрессии на скважину и повышения качества очистки за счет регулирования дросселирующего потока жидкости и исключения ее «взрывной» скорости поступления используется дроссельная муфта со сменными керамическими втулками разных диаметров.
При очистке забоя скважины от АСПО, высоковязких и других плотных отложений механических примесей генератор используют совместно со щелевым или перо-фильтром. При очистке очень плотных отложений для более эффективных результатов применяется буровая насадка БН-01М, позволяющая произвести рыхлительные операции в отложениях, где не совместимы работы по очистке забоя традиционным методом промывкой с пером, песочным насосом и другими методами, и в случае отсутствия проходки при использовании винтовой забойный двигатель или турбобура с долотом.
Способ обработки и очистки призабойной зоны продуктивного пласта и забоя скважины поясняется компоновкой, представленной фигурой, где позициями обозначены: 1 - насосно-компрессорные трубы, 2 - щелевой фильтр, 3 - дроссель, 4 - гидравлический генератор, 5 - сбивной клапан НКТ, 6 - перо-фильтр, 7 - НКТ-контейнер, 8 - обратный клапан.
Способ осуществляется следующим образом. Генератор 4, в составе вышеуказанной компоновке, спускают совместно с трубами 1 до забоя скважины и доливки жидкости в затрубном пространстве до ее устья, а затем оно разгружается с упором на забой нагрузкой до трех тонн. Щелевой фильтр 2 необходим для селективной обработки пласта, т.е. где необходимо произвести очистку там и устанавливаем щелевой фильтр 2, выполненный по расчету количество отверстий на погонный метр, что дает возможность не тревожить другие пласты, что очень важно при работе вблизи подошвенных вод или водоносных горизонтов.
После разгрузки колонны труб 1 (штифты срезаются) и за счет перепада гидравлического давления жидкость из-за трубного пространства и забоя, увлекая за собой песок, шлам, остатки бурового раствора, грязи и других посторонних предметов и механических примесей, через перепускные отверстия генератора стремится в полость НКТ и в контейнер 7.
После уравновешивания гидравлического давления, колонна труб с устройством поднимается до устья скважины с целью разгрузки от продуктов очистки: забойного шлама, грязной пластовой жидкости. Сбивной клапан 5 служит для открытия полости трубы НКТ, во время подъема оборудования, чтобы избежать в процессе подъема перелива жидкости из НКТ на рабочее место операторов КРС. Обратный клапан 8 служит для впуска во внутреннюю полость трубы (контейнера) весь шлам и механических примесей и при окончании движения жидкости закрывается, чем обеспечивается 100% вынос шлама и других мех. примесей на поверхность.
Пример конкретного выполнения
Способ обработки ПЗП был испытан на скв. №54, эксплуатирующей карбонатный коллектор месторождения Северо-Западный Кызылкия, ТОО "Кольжан"
Краткая геолого-техническая характеристика скважины:
Текущий забой - 1442 м
Диаметр экспл. колонны - 146 мм
Интервал перфорации - 1400-1433.6 м
Пластовое давление - 10,2 МПа
В скважину спустили компоновку оборудования с гидравлическим генератором на герметичной пустой колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) до искусственного забоя. Произвели заполнение затрубного пространства технологической жидкостью до устья. Установили щелевой фильтр для селективной обработки в интервал 1400-1405.5 м перфорированной толщины пласта и упором на забой произвели открытие генератора, поток технологической жидкости из-за трубного пространства стремительно движется в трубное пространство, проходя через генератор, создает волновые воздействия импульсов давления на пласт в режиме 20-40 Гц. с энергией не более 5 кДж на один обрабатываемый интервал, что позволяет избежать негативных факторов.
После подъема устройства в контейнере обнаружили песок, асфальтно-смолистые и парафиновые отложения и различные мех.примеси.
Всего осуществили «6» обработок (спуско-подъемов) ПЗП в интервалах 1400-1405.5, 1405.5-1411, 1411-1416.5, 1416.5-1422, 1422-1428, 1428-1433,6 м по очистке нефтеносных горизонтов. Вынесено на поверхность 30 л - шлама и АСПО, парафин, цементной крошки, 2.8 л - песка, 1.4 л частицы породы (возможно разрушенные частицы кольматантов).
Результаты технологической эффективности обработки призабойной зоны пласта представлены в таблице.
№ СКВ.
месторождение
интерв. перф.
Рпл МПа
дебит до обр.
дебит после
1) Оч.ПЗП инт.1400-1405.5 м
Сев.
2) Оч.ПЗП инт.1405.5.1411 м
Qж=30,5 м3/с
Qж=45 м3/с
3) Оч.ПЗП ИНТ.1411-1416.5 м
Qн=22 т/с
Qн=35 т/с
54
Западн.
4) Оч.ПЗП инт.1416.5-1422 м
10.2
H2O=6%
H2O=2%
Кызылкия
5) Оч.ПЗП инт.1422-1428 м
6) Оч.ПЗП инт.1428-1433.6 м
Где
Рпл - пластовое давление;
ж
Q - дебит скважины по жидкости;
н
Q - дебит скважины по нефти;
2
HO - процент обводненности продукции скважины.
Таким образом, при использовании импульсно-волнового воздействия увеличивается проницаемость призабойной зоны скважины, улучшается гидродинамическая связь пласта с забоем скважины за счет очистки старых и создания новых фильтрационных каналов, происходит очистка перового пространства, формируются новые микротрещины в призабойной зоне скважины и в фильтрационных каналах пласта в целом улучшение коллекторских свойств.
Предлагаемый способ обработки призабойной зоны пласта является высокоэффективным мероприятием по интенсификации нефтедобычи и увеличению приемистости скважин и может при широком промышленном внедрении принести существенный эффект без негативных факторов для пласта и крепи скважин.