СПОСОБ РЕПРЕССИОННО-ДЕПРЕССИОННО-ИМПЛОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА
METHOD OF CHEMICAL REAGENT IMPULSIVE IMPLOSION BOTTOM HOLE TREATMENT, EQUIPMENT FOR ITS EXECUTION

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки призабойной зоны пласта - ПЗП добывающих и нагнетательных скважин от кольматирующих материалов, в том числе для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений - АСПО, а также восстановления коллекторских свойств ПЗП при освоении, реанимации и повышении продуктивности скважин, в том числе эксплуатируемых в осложненных геолого-физических условиях.
Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием, включающий обработку скважины за 15-45 циклов повышения-снижения давления, на каждом из которых производят 6-30 депрессионно-репрессионных импульсов дренирования, которые создают при формировании в скважине избыточного давления, превышающего пластовое, путем закачки флюида в затрубное пространство, при этом вначале резко открывают скважину и изливают жидкость по насосно-компрессорным трубам в наземную сборную емкость, при достижении наибольшей скорости излива резко закрывают скважину и создают затухающую стоячую волну, которая за 1-1,5 с достигает зумпфа скважины и возвращается к устью, делая при этом импульсные удары по ПЗП. Возникающие колебания контролируют по устьевому манометру и прерывают в период начала возврата волны к устью скважины, усиливая депрессионный вынос загрязнений из ПЗП синфазным изливом жидкости по насосно-компрсссорным трубам - НКТ в сборную емкость. Излив производят 2-4 с, затем вновь формируют стоячую волну и так операцию повторяют до снижения избыточного давления в скважине. Флюид нагнетают с постоянной производительностью для контроля за временем достижения конкретного значения избыточного давления в скважине. Если время возрастает, то обработку продолжают. Если не возрастает, то прекращают (Патент РФ №2159326, Опубл. 2000. Бюл. №32).
Недостатком известного способа является малая эффективность из-за возможного повторного попадания кольматантов, АСПО и продуктов их растворения или деспергирования в ПЗП при перекрытии выкидной линии или подъеме насосно-компрессорных труб на поверхность. Кроме того, сорванные отложения и загрязнения поровых каналов из-за затухающего характера амплитуды колебаний будут вынуждены продвигаться внутрь пласта, загрязняя более удаленную от ствола скважины часть призабойной зоны. Этому будет способствовать и создание в затрубном пространстве повышенного давления, а также улучшение приемистости скважин после начальных циклов импульсного дренирования.
Известен способ создания многократной депрессии в интервале продуктивного пласта, который заключается в опускании на НКТ устройства для обработки ПЗП скважин, состоящего из депрессионной камеры с приемными отверстиями в верхней ее части и установленного в ней с возможностью возвратно-поступательного движения плунжера с клапаном. Имплозионное устройство устанавливают таким образом, чтобы окна депрессионной камеры находились напротив интервала обрабатываемого пласта. Затем скважину пакеруют и далее с помощью подъемного агрегата опускают плунжер до упора в седло нижнего клапана. После этого плунжер поднимают до уровня выше окон камеры, при этом клапан на плунжере закрывается и в камере создается разрежение. С момента достижениия нижним концом плунжера участка выше окон скважинная жидкость из подпакерной зоны устремляется в нижнюю часть камеры, создавая в ПЗП мгновенную депрессию. При этом давление в ПЗП может снижаться до атмосферного, т.к. столб жидкости в затрубном пространстве скважины отделен пакером, а жидкость в НКТ перекрывается плунжером. Таким образом жидкость из пласта под давлением депрессии поступает в подпакерную зону скважины и в депрессионную камеру. Указанный цикл повторяют необходимое количество раз до завершения процесса очистки ПЗП от продуктов кольматации и закупоривающих агентов.
Предлагаемый способ обеспечивает возможность создания мгновенных и многократно повторяющихся депрессий на пласт за однократный спуск глубинного оборудования без применения специальной техники. Кроме того, он позволяет сразу после очистки ПЗП осуществить закачку в пласт углеводородных растворителей либо иных химических реагентов и тем самым продолжить процесс обработки скважины для повышения ее дебита или приемистости (Попов А.А. Ударное воздействие на призабойную зону скважин.- М., Недра, 1990, стр.108-109).
Однако это способ не позволяет осуществлять воздействие на ПЗП с использованием энергии гидравлического удара, т.к. при его реализации возможно лишь создание депрессии на пласт. Кроме того, порядок проведения технологических операций, когда на первом этапе производят очистку ПЗП от кольматантов и закупоривающих агентов, а на втором проводят обработку ПЗП скважины химическими реагентами, не является оптимальным для достижения требуемого конечного результата. При этом реализация этого способа вообще невозможна для нефтяных скважин, продуцирующих парафинистые нефти с высоким газовым фактором, из-за выпадения парафинов в ПЗП.
Известен способ очистки скважины от отложений в процессе ее эксплуатации, включающий периодическое создание на устье скважины волн - отрицательного давления перекрытием выкидной линии, выдерживанием этой линии в перекрытом положении и последующим открытием, при этом перекрытие выкидной линии осуществляют в течение 2-3 мин, выдерживают эту линию в перекрытом положении в течение 5-10 мин, а последующее открытие осуществляют в течение 0,1-2,0 с, причем чем меньше время раскрытия, тем больше величина получаемого разрежения. Отличительной особенностью этого способа является возможность его реализации в скважинах, эксплуатируемых фонтанным способом, без конструктивных изменений наземного и подземного оборудования. Согласно этому способу в НКТ при быстром сбросе давления происходит образование волны отрицательного давления, значительный перегрев жидкости - ударное вскипание и спонтанное парообразование, газовыделение, интенсивный рост кавитационных пузырьков, что приводит к образованию эффективной ударной депрессии и кавитационного разрушения кольматантов (Авторское свидетельство СССР №1700207, Опубл. 1991, Бюл. №47).
Однако данный способ может использоваться для создания ударных депрессий исключительно в фонтанных скважинах. Но и среди фонтанных скважин для указанной очистки неприемлемы скважины, продуцирующие парафинистые нефти с большим газовым фактором.
Также известен способ реагентно-импульсного воздействия на скважину и продуктивный пласт, включающий подачу через мультипликатор давления активной жидкой среды - АЖС в подпакерную зону скважины и далее в пластовую систему с последующим импульсным воздействием на жидкую среду, подачу АЖС в сопло струйного аппарата и откачку из пластовой зоны пассивной жидкой среды - ПЖС, в качестве АЖС используют смесь алифатических и ароматических углеводородных растворителей с добавкой обработанного деэмульгатора, АЖС задавливают в пласт при давлении 10-20 МПа, осуществляют выдержку в течение 12-24 час, удаление ПЖС с волновой разгрузкой скважины импульсно-волновым депрессионным воздействием в два режима, затем с помощью мультипликатора давления с плоскоструйной головкой осуществляют гидроимпульсную поинтервальную обработку ПЗП технологической жидкостью - ТЖ плоскими веерными струями с частотой импульсов 50-300 в мин и величиной давления 1,5-2,5 величины статического давления в скважине на уровне пласта, после чего осуществляют окончательное удаление из пластовой зоны ПЖС, в качестве ТЖ используют раствор многофункциональных ПАВ (Патент РФ №2275495, Кл. Е21В 37/06, Опубл. 2006, Бюл. №12).
Известный способ для реагентно-импульсного воздействия на продуктивный пласт нефтяных скважин позволяет повышать приемистость нагнетательных скважин, восстановить первоначальную приемистость ПЗП и повысить продуктивность добывающих скважин. Вместе с тем, загрузка АТЖ через НКТ в динамическом режиме требует очень качественной посадки пакера, что не всегда возможно из-за деформации обсадной колонны и зарастания ее стенок АСПО. Кроме того, для скважин с высокой приемистостью и низким пластовым давлением операцию волновой разгрузки и удаления продуктов разрушения АСПО через затруб выполнить проблематично. Также он не позволяет проводить без дополнительных спусков-подъемов и такую важную конечную операцию, как закачка в ПЗП гидрофилизирующих или гидрофобизирующих растворов ПАВ.
Задачей изобретения является восстановление и повышение коэффициента продуктивности и начальной проницаемости призабойной зоны пласта - ПЗП нефтяных и газоконденсатных скважин, повышение приемистости нагнетательных скважин за счет разрушения водонефтяных эмульсий, удаления рыхлосвязанной воды, растворения и пептизации отложений асфальтосмолопарафиновых отложений - АСПО, гидрофобизации или гидрофилизации перового пространства с одновременным уменьшением уноса частиц, загрязняющих флюидов вглубь пласта при поэтапном применении химических реагентов и виброволновым воздействием с обеспечением оптимальных показателей депрессии и репрессии на пласт.
Поставленная задача решается за счет способа репрессионно-депрессионно-импульсно-имплозионной обработки призабойной зоны пласта - ПЗП, включающего закачку через затрубное пространство активной реагентной жидкой среды - углеводородного растворителя с добавкой 0,05-0,1 мас.% поверхностно-активного вещества - ПАВ с заменой жидкости глушения в колонне насосно-компрессорных труб при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии, после доведения указанной активной среды до кровли продуктивного пласта закачку ее в ПЗП при чередующемся репрессионно-депрессионном воздействии, затем многократно повторяющееся имплозионное воздействие с выносом из ПЗП образовавшейся пассивной среды, содержащей продукты разрушения асфальтосмолопарафиновых отложений и других кольматирующих образований, до удаления закачанного объема указанной активной среды и последующую закачку при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии жидкости глушения с добавкой 0,1-2 мас.% гидрофобизирующего ПАВ для добывающей скважины или гидрофилизирующего ПАВ для нагнетательной скважины.
Существенными признаками являются:
- замена жидкости глушения на активную реагентную жидкую среду - АРЖС с одновременным репрессионно-депрессионно-импульсным воздействием на ПЗП;
- закачка АРЖС в ПЗП для разрушения АСПО и диспергирования неорганических кольматантов в динамическом режиме поступательно-возвратного движения за счет репрессионно-депрессионного воздействия насосного агрегата и наземного прерывателя давления;
- удаление продуктов разрушения АСПО и кольматирующих частиц путем многократно повторяемой имплозионной разгрузки скважины в объеме не более закачанной ранее АРЖС с учетом растворения АСПО и диспергированных неорганических кольматантов;
- репрессионно-депрессионно-импульсное воздействие на ПЗП гидрофобизирующими или гидрофилизирующими растворами ПАВ после удаления АСПО и других загрязнений из порового пространства с помощью имплозионно-импульсного устройства воздействия
На чертеже изображена репрессионно-депрессионная установка с имплозионным устройством, предназначенная для реализации описываемого способа и состоящая из установленного на НКТ 1 депрессионного генератора импульсов - ДГИ 2, расположенного перед реализацией способа на уровне или несколько ниже перфорации ПЗП.
Над ДГИ, выше зоны перфорации, установлен пакер 3. Для закачки АРЖС на поверхности установлен гидроагрегат - насос 4, а для замены жидкости глушения - ЖГ, удаления АСПО и кольматантов установка снабжена свабом 5. На поверхности установлен импульсно-волновой депрессатор - ИВД 6.
Способ с использованием указанной установки реализует следующие технологические операции.
1. Замену ЖГ на АРЖС в затрубе с удалением ЖГ через ДГИ и НКТ на поверхность и одновременным репрессионно-депрессионно-импульсным воздействием на ПЗП.
2. Закачку АРЖС в пласт с периодическим включением ИВД для разрушения АСПО и диспергирования неорганических кольматантов.
3. Удаление продуктов разрушения АСПО и кольматантов имплозионно-волновым свабированием.
4. Гидрофобизацию или гидрофилизацию порового пространства ПЗП в режиме
репрессионно-депрессионно-импульсного воздействия.
При этом в качестве АРЖС используют растворители - Нефрас А-150/200, Нефрас АК, смесь ароматических и алифатических растворителей марки ФЛЭК и другие с добавкой ПАВ - деэмульгаторов - Пента 491-М, Синтерол, дипроксамин 157-65М, Реопон ИК и др., в качестве жидкости глушения могут быть использованы: безводная нефть с установок УПН - установок подготовки нефти - с добавкой деэмульгаторов, таких как Пента 491-М, ТН-10, СНПХ-4480 и др. в концентрации 0,01-0,1 мас.%, минеральная пластовая вода, водные растворы солей, с добавками комплексных ПАВ, включая Нефтенол К, Софексол МФК, Синод КАМ и другие с концентрацией 0,3-4 мас.%. На этапе гидрофобизации порового пространства ПЗП к жидкости глушения на нефтяной основе добавляют катионоактивные маслорастворимые ПАВ - Дон - 52, Пента -804 и другие в концентрации 0,1-1,0 мас.% или водорастворимые ПАВ -Нефтенол К, Нефтенол ГФ, ИВВ-1, Катамин АБ и другие в концентрации 0,5-1,5 мас.%. Для гидрофилизации порового пространства ПЗП используют жидкости глушения с добавками анионоактивного ПАВ типа Нефтенол НЗ, Сульфонол, Оксифос Б и др. в концентрации 0,3-2,0 мас.%.
Пример реализации способа
На начальном этапе цикла обработки осуществляют глушение скважины ЖГ - безводной нефтью с добавкой 0,2 мас.% Пента491-М, извлекают скважинное оборудование и спускают на НКТ до забоя пакер и ДГИ. Непосредственно перед установкой ДГИ регулируют на определенное давление срабатывания, которое не должно быть выше возможного перепада давления в НКТ и затрубном пространстве при осуществлении имплозионно-волнового свабирования. На поверхности к затрубному пространству с одной стороны подключают гидроагрегат, а с другой - ИВД. НКТ на устье подсоединяют к выкидной линии. При открытом устьевом клапане на НКТ производят закачку через затрубное пространство АГЖС - углеводородного раствора деэмульгатора Пента-491 в концентрации 0,1% мас.в углеводородном растворителе СНПХ-7р-14 или Нефраса АК с добавкой 0,02 мас.% Пента 491-М. При достижении между затрубым пространством и НКТ заданного ранее перепада давления (2,5 МПа) происходит срабатывание ДГИ и ЖГ устремляется в НКТ за счет создаваемого имплозионного эффекта. Для увеличения репрессионно-депрессионого воздействия на пласт периодически включают ИВД, установленный на поверхности. При его включении происходит первичное разрыхление АСПО и кольматантов, а за счет генерирования высоких импульсов давления с большей частотой срабатывает ДГИ. После доведения АГЖС до кровли пласта перекрывают устьевой клапан на НКТ и осуществляют закачку АГЖС в ПЗП с периодическим включением ИВД для создания имплозионно-волнового воздействия реагентов с реализацией эффекта «стирки» порового пространства.
После закачки АГЖС в пласт в динамическом режиме производят посадку пакера и опускают в НКТ сваб, при работе которого в колонне НКТ создается депрессия величины, когда включается ДГИ, состоящий из системы обратных клапанов, срабатывающих при достижении разности давления в подпакерной зоне и НКТ. С помощью сваба и ДГИ в ПЗП скважины создается многократно повторяющийся имплозионный эффект, при котором реализуются наиболее благоприятные условия для удаления АСПО и отрыва кольматирующих частиц с поверхности перфорационных каналов, а также их выноса из наиболее загрязненной области, непосредственно примыкающей к скважине.
Процесс выноса образовавшейся пассивной жидкой среды из ПЗП заканчивают при удалении из скважины ранее закачанного объема АГЖС с учетом растворенных и диспергированных загрязнений.
Далее отсоединяют сваб от НКТ, срывают пакер, перекрывают устьевой клапан и осуществляют гидрофобизацию порового пространства ПЗП для добывающей скважины закачкой жидкости глушения - безводной нефти с добавкой 0,5 мас.% Дон-52 через затрубное пространство с периодическим включением ИВД для обеспечения воздействия реагентов в динамическом режиме.
Процесс обработки ПЗП скважины заканчивают после продавки расчетного количества растворов ПАВ в пласт, затем извлекают НКТ с технологическим оборудованием и запускают скважину в эксплуатацию.
Предлагаемый способ позволяет в 3-5 раз увеличить производительность скважин.