УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ПРИТОКА ВОДЫ В СКВАЖИНУ, УСТАНОВЛЕННОЕ В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТА ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ

Техническое решение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, а именно для снижения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин, продуктивный пласт которых содержит водоносную часть.
В рамках настоящей заявки термин «заканчиваете скважины» означает (см. Соловьев Е.М. Заканчивание скважин: Учеб. для вузов-М.: Недра, 1979, Теория и практика заканчивания скважин: в 5 т/ А.И. Булатов, П.П. Макаренко, В.Ф. Будников и др. - М.: Недра, 1997-1998, Т.1-5) спуск компоновки из труб, возможно, фильтров (через них течет жидкость) или последующей перфорации, пакеров (изолирующие элементы) и подвески (крепежное приспособление (якорь) для того, чтобы вся конструкция фиксировалась в указанном месте).
Существующие традиционные методы и технологии восстановления производительности скважин не обладают достаточной как технологической, так и экономической эффективностью, и зачастую их применение на промыслах безрезультатно, несмотря на значительные усилия и затраты. Кроме того, применение многих из них приводит к необратимым эффектам последействия, исключающим последующее использование других, более перспективных методов, которые могли бы появиться в будущем. Кроме того, используемые традиционные методы и технологии восстановления производительности скважин наносят ущерб экологическому равновесию природной среды.
Известен (RU, патент 2161246, опубл. 27.12.2000) способ снижения обводненности продукции нефтяных добывающих скважин, включающий создание условий в стволе скважины, которые способствуют притоку нефти из нефтеносных пропластков и препятствуют притоку воды из водоносных пропластков. Реализацию способа осуществляют в скважинах с перфорированной обсадной колонной и колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) переменного диаметра, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами (ШГН).
Недостатком известного технического решения является применение его только для скважин механизированного способа добычи, оборудованных штанговыми глубинными насосами.
Известно (RU, патент 52092, опубл. 10.03.2006) устройство для уменьшения обводненности продукции нефтегазовых скважин, содержащее размещенную в обсадной колонне заглушенную снизу насосно-компрессорную трубу с отверстиями в нижней части и упругой эластичной манжетой, закрепленной в верхней части насосно-компрессорной трубы выше отверстий. Вышеуказанное устройство позволяет обеспечить отбор жидкости ниже подошвы перфорированного пласта.
Основными недостатками данного устройства являются следующие факторы:
- при создании в скважине депрессии и длительного периода эксплуатации упругая эластичная бензомаслостойкая манжета, закрепленная в верхней части насосно-компрессорной трубы выше сквозных отверстий, начинает пропускать через себя скважинную жидкость, вследствие чего теряется эффект «обратного конуса»;
- при длительной эксплуатации насосно-компрессорные трубы, изготовленные из легкоразбуриваемого неметаллического материала, переходят в категорию «осложненного забоя» и на их демонтаж требуются дополнительные затраты.
Известно (RU, патент 85941, опубл 20.08.2009) устройство для уменьшения обводненности добываемой продукции за счет создания эффекта «обратного конуса» на добывающих скважинах. Известное устройство содержит эксплуатационную колонну добывающей скважины с интервалом перфорации, колонну насосно-компрессорных труб и насосное оборудование. Спуск оборудования в скважину произведен последовательно единой компоновкой на расчетную глубину, а колонна насосно-компрессорных труб содержит электропогружные центробежные насосные установки, хвостовик и фильтр на конце для защиты от засорения, при этом фильтр по расчету длин насосно-компрессорных труб установлен ниже интервала перфорации, а выше интервала перфорации под электропогружными центробежными насосными установками установлен якорь с возможностью снятия осевых нагрузок на соединительные элементы электропогружных центробежных насосных установок, причем электродвигатель и прием электропогружного центробежного насоса помещены в кожух, выполненный из трубы, внутренний диаметр которой больше наружного диаметра электродвигателя, но меньше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны добывающей скважины.
Недостатком известного устройства следует признать сложность конструкции.
Известно (книга Ашрафьян М.О., Лебедев О.А, Саркисов Н.М. Совершенствование конструкций забоев скважин. М., «недра», 1987, стр.12, рис.1.з) заканчивание скважины в интервале контакта с пластом - коллектором, укоплектованное гравийной забивкой противопесочных фильтров - фильтрующим материалом.
Известно (RU, патент 2245439, опубл. 27.01.2005) размещение в интервале контакта с пластом - коллектором элемента заканчивания скважины в виде пористого олеофильного гидрофобного материала. Это приводит к повышению эффективности и долговечности работы скважины, а также интенсивности извлечения нефти из пласта за счет увеличения контура питания скважины и предупреждения обводнения скважины
Указанный источник принят в качестве ближайшего аналога.
Недостатком известного устройства следует признать низкую эффективность применительно к уменьшению притока воды в скважину.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит уменьшение притока воды в скважину.
Технический результат, достигаемый при реализации устройства, состоит в уменьшении содержания воды в добываемой нефти.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство для уменьшения притока воды в скважину, представляющее собой элемент заканчивания скважины, размещаемый в интервале контакта с пластом-коллектором и представляющий собой слой пористого материала, вся поверхность которого имеет угол смачивания больше 90°, причем пористый материал помещен под кожух либо под фильтровальный элемент, входящие в состав средства заканчивания скважины, либо дополнительный фильтровальный элемент, обеспечивающий прохождение жидкой фазы вначале через пространство, заполненное пористым материалом, а затем в добывающую трубу.
Введение в устройство заканчивания скважины слоя пористого материала, размещенного указанным образом и вся поверхность которого имеет угол смачивания больше 90°, позволяет пропускать через поры устройства гидрофобную составляющую скважинной жидкости и не пропускать ее гидрофильную составляющую (воду).
В наиболее предпочтительном варианте реализации разработанного устройства использован пористый материал, вся поверхность которого имеет угол смачивания свыше 150° и/или с средней величиной пор от 10 мкм до 750 мкм.
В качестве пористого материала может быть использован пористый материал, представляющий собой упаковку из гранул (в частности, проппант) с гидрофобным покрытием либо сделанных из гидрофобного материала.
Также в качестве пористого материала может быть использована спрессованная упаковка из проволоки с гидрофобным покрытием либо сделанной из гидрофобного материала.
Также в качестве пористого материала может быть использована спрессованная упаковка, выполненная из минерального (в частности, базальтового) волокна.
Заканчивание скважины в интервале контакта с пластом-коллектором, выполненное в соответствие с определением, приведенным на стр.1 (абз.2) описания, укомплектовывают пористым элементом (слоем материала), вся поверхность которого имеет угол смачивания больше 90°. При прохождении скважинной жидкости через данный пористый элемент гидравлическое сопротивление будет небольшим для углеводородов, но значительным для водной составляющей скважинной жидкости. Это приводит к тому, что в случае фильтрации воды, либо пластового флюида с высокой степенью обводненности, будет создаваться дополнительное гидравлическое сопротивление для воды на уровне заканчивания скважины. Тем самым будет снижаться депрессия на пласт в обводнившейся зоне и соответственно будет снижаться приток пластового флюида из данной зоны.
Данная технология дополнительно позволит снизить обводненность скважин и соответственно увеличить срок эксплуатации скважин и месторождений в целом.
К преимуществам данной технологии следует отнести ее независимость от соотношений плотностей и вязкостей воды и нефти. Фактически данная технология будет отличать фазу воды и фазу нефти и создавать гидравлическое сопротивление именно для водяной фазы.
В качестве фильтрующего гидрофобного материала может быть использована упаковка проппанта, помещенная за фильтр (предпочтительно, гранулы сходного размера, с средним диаметром от 0,5 до 1,2 мм, выполненные из гидро4;юбного материала (алюмосиликат) или с нанесенным гидрофобным (селсисквиоксаны) покрытием), также может быть использовано базальтовое волокно или стекловолокно, пористый фторсиликон, пеностекло и т.д.
Так при использовании в качестве олефильного гидрофлбного материала упаковки алюмосиликатного проппанта содержание воды в добываемой нефти уменьшилось на 23%.