СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ
PROCEDURE FOR INSULATION OF WATER PRODUCTION ZONE IN WELL

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при изоляции зон водопритоков в скважинах.
Важнейшей задачей при эксплуатации обводненной скважины является своевременное осуществление мероприятий по изоляции каналов водопритока или отключению обводненных пластов. Выбор скважин и технологий ведется исходя из обводненности добываемой жидкости, расчетных остаточных запасов нефти, дебита скважины по жидкости и прочностных свойств получаемых экранов. Известно большое количество способов проведения водоизоляционных ремонтов (ВИР) на скважинах, основанных на применении различных глинистых, гелеобразующих составов, осадков, эмульсий и других компонентов, образование которых происходит в результате перемешивания непосредственно в пласте и нередко с последующим гелеобразованием при контакте с пластовой водой (Патенты РФ №2145379, опубл. 10.02.2000, №2356929, опубл. 27.05.2009, №2136879, опубл. 10.09.1999).
Сущность всех методов изоляции сводится к изменению геометрии линий тока жидкости путем изоляции водоподводящих каналов вблизи скважины. При взаимодействии компонентов в пласте реакция происходит преимущественно на границе контактирования реагентов, а не во всем объеме. Это приводит к снижению прочности изоляционного материала и зачастую к выносу изолирующих материалов из пласта продолжающимся притоком воды во время освоения скважины после ремонта. Вынос из пласта применяемых реагентов может привести к нарушению режима подготовки воды, что ведет к увеличению эксплуатационных затрат.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ обработки призабойной зоны скважины, в котором в нефтяную скважину между пачками инертной жидкости закачивают кремнийорганический тампонажный (изоляционный) материал и выдерживают его в скважине. После выдержки производят освоение скважины в щадящем режиме, т.е. с депрессией в первые 8-12 сут в пределах от 20 до 30% от гидростатического давления. В качестве кремнийорганического материала используют 8-10%-ную дисперсию бентонитовой глины в олигоорганоэтоксихлорсилоксане (Патент РФ №2034978, опубл. 10.05.1995 -прототип).
Малая депрессия в первые 8-12 сут способствует снижению выноса изолирующего материала и образованию более сшитых систем при создании депрессии в скважине. Однако некачественное перемешивание изоляционного материала в пласте приводит к его неполному (частичному) структурированию и постепенному его вымыванию из пласта с течением времени.
В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности изоляции зоны водопритока за счет более полного перемешивания компонентов изоляционного материала в пласте, а следовательно, более полного его структурирования и упрочнения.
Задача решается тем, что в способе изоляции зон водопритока в скважине, включающем закачку в пласт компонентов изоляционного материала, технологическую выдержку и освоение скважины, согласно изобретению при освоении проводят циклическое пошаговое освоение скважины в два этапа, на каждом этапе продолжительность каждого цикла назначают как сумму времени отбора жидкости из скважины до создания депрессии с шагом увеличения депрессии от цикла к циклу, времени на структурирование изоляционного материала и времени на восстановление забойного давления до пластового, время отбора жидкости из скважины до создания минимальной депрессии определяют по кривой создания депрессии на продуктивный пласт при пуске скважины, время на восстановление забойного давления до пластового определяют по кривой восстановления давления. Эмпирическим путем выведена зависимость, что на первом этапе выполняют 3 цикла освоения скважины с шагом увеличения депрессии от цикла к циклу, равным 0,08-0,12 МПа, на втором этапе проводят до 7 циклов освоения скважины с шагом увеличения депрессии от цикла к циклу, определяемым из уравнения:
,
max
где ΔP - это максимально возможная депрессия в скважине на пласт после водоизоляционных работ, МПа;
К - количество циклов освоения скважины; величина 3 - это количество циклов освоения скважины на первом этапе.
Сущность изобретения
При изоляции зоны водопритока в скважине закачиваемые последовательно компоненты изоляционного материала не перемешиваются полностью в пластовых условиях. В результате структурирование изоляционного материала происходит большей частью лишь на границе контакта компонентов. При этом не создается прочного изоляционного материала, который при освоении скважины может выноситься из пласта. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности изоляции зон водопритока за счет более полного перемешивания компонентов изоляционного материала в пласте, а следовательно, более полного его структурирования и упрочнения. Задача решается следующим образом.
1
2
3
Снимают кривую создания депрессии на продуктивный пласт при пуске скважины до обработки и определяют время отбора жидкости из скважины до создания заданной депрессии (Т). Снимают кривую восстановления давления и определяют время на восстановление забойного давления до пластового (Т). Время на структурирование изоляционного материала определяют по регламентирующему документу на изоляционный материал или опытным путем (Т).
Работы проводят в два этапа.
1
2
3
ц
ц
1
2
3
На первом этапе выполняют 3 цикла пошагового освоения скважины. Продолжительность каждого цикла определяют как сумму времен: времени отбора жидкости из скважины до создания депрессии с шагом увеличения депрессии от цикла к циклу 0,08-0,12 МПа, времени на структурирование изоляционного материала и времени на восстановление забойного давления до пластового. Время отбора жидкости из скважины до создания заданной депрессии определяют по кривой создания депрессии на продуктивный пласт при пуске скважины (Т). Время на восстановление забойного давления до пластового определяют по кривой восстановления давления (Т). Время на структурирование изоляционного материала определяется по паспортным данным на материал (Т). Продолжительность Т каждого из трех циклов на первом этапе освоения скважины равна Т=Т+Т+Т.
ц1
1
выд
2
3
2
выд
Проводят 1 цикл пошагового освоения скважины (Т), в котором запускают в работу глубинный насос на время T и снижают давление в скважине на величину 0,08-0,12 МПа. Проводят технологическую выдержку в течение времени Т=Т+Т при Т, определенном для восстановления давления до пластового при шаге освоения 1, где Т - время простоя скважины в каждом цикле на первом этапе освоения.
ц2
выд
2
3
2
Проводят 2 цикл (Т), в течение которого снижают давление в скважине на величину 0,16-0,24 МПа. Проводят технологическую выдержку в течение времени Т=Т+Т при Т, определенном для восстановления давления до пластового при шаге освоения 2.
ц3
выд
2
3
2
Проводят 3 цикл (Т), в течение которого снижают давление в скважине на величину 0,24-0,36 МПа. Проводят технологическую выдержку в течение времени Т=Т+Т при Т, определенном для восстановления давления до пластового при шаге освоения 3.
По окончании первого этапа выполняют второй этап освоения скважины.
max
max
На втором этапе может выполняться до 7 циклов освоения скважины. Для этого определяют максимально возможную депрессию в скважине на пласт после водоизоляционных работ ΔP. ΔP определяет геологическая и технологическая служба управления, эксплуатирующая скважину, с учетом определения допустимого давления, при котором эффективность водоизоляционных работ не снижается либо указанна в регламентирующих документах.
Рассчитываем пошаговое изменение депрессии на последующих (до 7) циклах освоения скважины по формуле:
max
max
max
max
max
где ΔP - это максимально возможная депрессия в скважине на пласт после водоизоляциовных работ, МПа; 0,3 - это среднеарифметическая величина создания депрессии на первом этапе освоения скважины, выполняемой за три цикла, измеряется в МПа; К - количество циклов освоения скважины; величина 3 - это количество циклов освоения скважины на первом этапе. Подбор количества циклов освоения проводят исходя из ΔP. В случае если ΔP составляет более 15% от пластового давления, то освоение проводят до семи циклов, в случае если ΔP от 10-15% пластового - шесть циклов, в случае если ΔP от 5% до 10% пластового давления - пять циклов, в остальных случаях освоение скважины проводят за четыре цикла.
Последующее освоение проводят до 7 циклов пуска-остановки скважины с постепенным увеличением депрессии на продуктивный пласт с шагом
согласно формуле
n
n-1
где n - шаг депрессии (1, 2, 3, …, К), P - депрессия на продуктивный пласт (МПа) при шаге n, P - депрессия (МПа) при шаге n-1.
1
n
По кривой создания депрессии определяют время T, которое необходимо для создания депрессии P на пласт при шаге n.
2
n
По кривой восстановления давления определяют время восстановления давления в скважине до пластового (Т) после создания депрессии P на продуктивный пласт.
1
выд
2
3
выд
При выполнении каждого из последующих циклов освоения скважины запускают глубинный насос в работу на время T и проводят технологическую выдержку в течение времени Т=Т+Т, где Т - время простоя скважины в каждом цикле на втором этапе.
ц
1
2
3
выд
Т, T, T, Т, Т может быть выражено в с, мин, час, сут.
После последнего цикла запускают скважину в постоянный режим эксплуатации.
2
При невозможности длительного освоения скважины время Т можно уменьшить на период, в котором происходят незначительные изменения восстановления забойного давления, в течение 24 часов изменение давления не должно превышать 0,05 МПа.
Периодическое пошаговое освоение скважины позволяет смешивать компоненты изоляционного материала в большем объеме и дает дополнительное время для структурирования его в пласте, создавая более прочный и более стойкий к депрессии изоляционный материал и тем самым уменьшая вынос его из пласта при эксплуатации скважины.
В качестве материалов для изоляции могут быть использованы все существующие для этих целей реагенты, при этом дополнительным компонентом может служить пластовая или закачиваемая вода (сточная).
Пример конкретного выполнения
Добывающую скважину до водоизоляционных работ эксплуатируют насосом 20/25-150 RHAM-12-4-2-2 с дебитами в течение 3-х месяцев: по жидкости 9,5 т/сут, по нефти 0,1 т/сут с обводненностью продукции 99%. Снимают кривую восстановления давления (КВД - фиг.1) и кривую создания депрессии при пуске скважины в работу (фиг.2), которые будут являться опорными кривыми для расчета после мероприятия. Для удобства в работе используют шкалу по времени в часах, давление представляют в виде депрессии на пласт в МПа.
3
3
Определяют приемистость на 8 м в сточной воде 320 м/сут при давлении 3,5 МПа. Производят водойзоляционные работы на скважине, закачивая:
3
3
1 цикл - 2,5 м (СНПХ-9633), 3 м сточной воды при давлении 4 МПа.
3
3
2 цикл - 2,5 м (СНПХ-9633), 3 м сточной воды при давлении 4,5 МПа.
3
3
3, 4, 5, 6, 7 циклы - 2,5 м (СНПХ-9633), 3 м сточной воды при давлении 5-7 МПа.
3
Продавливают 10 м сточной воды при давлении 6 МПа. Скважину закрывают на 24 часа на реагирование.
Заключительные работы проводят согласно предлагаемому способу.
max
3
После мероприятия скважину планируют эксплуатировать с прежней депрессией на пласт P=1 МПа. Время структурирования реагента СНПХ-9633 с водой определено авторами реагента опытным путем и согласно руководящему документу на применение реагента составляет не менее 24 часов, поэтому время Т, необходимое для его реакции с минерализованной водой, равно 24 часам.
Устанавливают пошаговое изменение депрессии на пласт после водоизоляционных работ. При этом на первом этапе в течение первых 3 циклов освоения скважины создают депрессию на продуктивный пласт, увеличивая ее с шагом 0,1 МПа. Последующее освоение на втором этапе проводят за 7 циклов освоения скважины с постепенным увеличением депрессии на продуктивный пласт с шагом согласно формуле
n
n-1
где К - количество циклов освоения скважины с учетом первых трех предыдущих циклов освоения, n - шаг депрессии (1, 2, 3, …, К), P - депрессия на продуктивный пласт при шаге n; P - депрессия при шаге n-1.
1
1
По индикаторной кривой создания депрессии на продуктивный пласт до обработки (фиг.2) при пуске скважины в работу определяют время Т, которое необходимо для создания депрессии на пласт при шаге n. Необходимая депрессия на пласт при первом цикле равна 0,1 МПа. От 0,1 МПа доходим до точки пересечения кривой создания депрессии, затем находим проекцию этой точки на ось времени и определяем время, прошедшее от начала пуска скважины до момента создания необходимой депрессии на продуктивный пласт. Для создания депрессии на продуктивный пласт 0,1 МПа (при первом цикле) необходимое время работы скважины в течение времени T составит 0,8 часа.
2
3
выд
По кривой восстановления давления до обработки (фиг.1) определяем время, необходимое для восстановления забойного давления до пластового, т.е. Т. Для этого доходим до точки пересечения кривой восстановления давления до депрессии 0,1 МПа, затем находим проекцию этой точки на оси времени - это время, прошедшее от остановки скважины до момента восстановления забойного давления до пластового. При создании депрессии на пласт 0,1 МПа время, необходимое до полного восстановления забойного давления, равно 90 часам. Время взаимодействия компонентов изоляционного материала Т равно 24 часам. Исходя из расчетов время технологической выдержки (простоя скважины) при создании депрессии 0,1 МПа равно Т=90+24=114 часов.
ц1
Время первого цикла на первом этапе равно Т=0,8+114=114,8 часа при создании депрессии на пласт 0,1 МПа. Дальнейший расчет последующих циклов представлен в таблице освоения скважины.
Показатель
Шаг депрессии
Итого
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
n, МПа
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1
Т<sub>1</sub>, час
0.8
1.8
2.6
4
5.3
7.1
12.4
14.7
19.5
80
148,2
Т<sub>2</sub>, час
90
92
92.4
92.9
93.5
93.6
93.7
93.8
93.9
93.9
929,7
Т<sub>выд</sub>, час
114
116
116.4
116.9
117.5
117.6
117.7
117.8
117.9
117.9
1169,7
Т<sub>ц</sub>, час
114.8
117.8
119
120.9
122.8
124.7
130.1
132.5
137.4
197.9
1317,9
Освоение скважины в результате пошагового создания депрессии на продуктивный пласт проводилось в течение 1317 часов.
В результате по сравнению с прототипом повышается эффективность изоляции зоны водопритока. В скважине при эксплуатации не наблюдалось выноса изоляционных материалов, а обводненность продукции снизилась на 30%, еще большее снижение темпов обводнения добываемой продукции увеличило срок продолжительности эффекта на 20%.
Изменение шага увеличения депрессии от цикла к циклу в пределах от 0,08 до 0,12 МПа приводит к аналогичному результату.
Применение предложенного изобретения позволит решить задачу повышения эффективности работ по ограничению водопритока в добывающих скважинах.