Способ обработки призабойной зоны пласта (его варианты)

 

(19)RU(11)1233555(13)C(51)  МПК ⁵    _E21B43/27Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА (ЕГО ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области добычи нефти и газа и предназначается к использованию как при освоении скважин, так и в процессе эксплуатации для повышения их производительности с применением различных растворяющих реагентов, например кислотных растворов. Целью изобретения является повышение эффективности обработки путем удаления кольматирующих материалов за цементным кольцом в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта при одновременном сокращении времени обработки и снижении материальных затрат. Благодаря тому, что в данном способе посадку пакера предложено производить в интервале сплошной перфорации обрабатываемого продуктивного пласта, а нагнетание химического реагента - под давлением ниже величины давления его проникновения вглубь закольматированного пласта при поддержании с другой стороны пакера давления меньшей величины, то при обработке призабойной зоны пласта обеспечивается поступление химического реагента из ствола скважины через перфорированные отверстия за цементное кольцо. Далее химический реагент не фильтруется вглубь закольматированного пласта, а по трещинам между цементным кольцом и стенкой скважины проникает вдоль ствола скважины по крайней мере не менее, чем на высоту пакера в сторону пониженного давления, создаваемого со стороны пакера, противоположной стороне нагнетания химического реагента. И далее раствор через перфорационные отверстия достигнутой части ствола скважины из-за цементного кольца поступает в зону ствола скважины с пониженным давлением. При проникновении химического реагента по трещинам за цементным кольцом вдоль ствола скважины происходит растворение породы, а также растворение и отмыв кольматирующего материала, и в течение всего времени нагнетания химического реагента вместе с указанным выше происходит одновременно и вынос продуктов реакции вместе со взвешенными частицами из обрабатываемой зоны продуктивного пласта. Это повышает эффективность обработки по сравнению с эффективностью известных кислотных обработок, улучшая гидродинамическое совершенство скважины. Благодаря тому, что при нагнетании обеспечивается постоянный приток свежих порций химического реагента в обрабатываемую зону, по предлагаемому способу достигается ускорение растворения породы, а также ускорение растворения и отмыва кольматирующих материалов. Ускорение растворения и отмыва кольматирующих материалов и породы и то, что вынос продуктов реакции и взвешенных частиц в данном способе происходит одновременно, в целом обеспечивает сокращение времени обработки. Поскольку способ содержит принципиально новую основу обработки призабойной зоны пласта, состоящую в том, что предлагается удалять (отмыть, растворить и вынести) кольматирующие материалы за цементным кольцом во всем интервале сплошной перфорации, т. е. восстановить до первоначальной и улучшить далее проницаемость этой части стенок скважины путем удаления кольматирующего материала, то благодаря сравнительно небольшому объему объекта (закольматированной части стенок скважины), подвергаемому обработке (объем закольматированной части стенок скважины не менее чем в 10-20 раз меньше объема каналом и трещин, образуемых при обработке известным способом - кислотной обработке под давлением), расход химического реагента при обработке значительно сокращается. А так как химический реагент в данном способе после проникновения его вдоль ствола скважины по трещинам между цементным кольцом и стенкой скважины поступает в зону пониженного давления ствола скважин, расположенную по другую сторону пакера (а не нагнетается вглубь пласта), то такой реагент остается все еще реакционно способным. Такой раствор пригоден для последующего использования. Сокращение объемов расхода реагента вместе с возможностью повторного его использования обеспечивает снижение материальных затрат. В тех случаях, когда подлежащий обработке продуктивный пласт сильно закольматирован и при нагнетании химического реагента необходимо создавать в скважине давление, превышающее величину давления, допустимую по условиям прочности для эксплуатационной колонны (но не более величины давления его проникновения вглубь закольматированного пласта), то в таких случаях способ следует осуществить по первому варианту. Когда величина давления нагнетания химического реагента не превышает допустимой величины давления для эксплуатационной колонны (по условиям ее прочности), а также в тех случаях, когда водонасыщенная подошвенная часть пласта расположена вблизи нижних перфорационных отверстий, то следует осуществить способ обработки по второму варианту. При наличии подошвенной воды обработка по первому варианту приведет к проникновению химического реагента в водонасыщенную зону и к обводнению скважины. В этом случае посадку пакера производят, как и в первом варианте, в зоне сплошной перфорации, но нагнетание химического реагента производят через межтрубное надпакерное пространство скважины и давление его нагнетания в межтрубном надпакерном пространстве поддерживают ниже величины давления проникновения химического реагента вглубь закольматированного пласта, а в подпакерном пространстве скважины и в колонне труб давление поддерживают ниже величины давления нагнетания химического реагента в межтрубном надпакерном пространстве скважины. Благодаря такому режиму обеспечивается проникновение химического реагента (например, кислотного раствора) через перфорационные отверстия за цементное кольцо скважины и далее - в подпакерное пространство, а не вглубь закольматированного пласта, т. е. обработка призабойной зоны пласта происходит сверху вниз по стволу скважины в ее зацементном пространстве в зоне сплошной перфорации. По второму варианту по сравнению с первым обеспечивается приращение полезного эффекта, которое заключается в том, что отработанный кислотный раствор со взвешенными кольматирующими и растворенными частицами породы и цемента, поступающий в подпакерное пространство и далее в колонну труб, минуя зону перфорации, сразу выносится на поверхность. Таким образом, в процессе обработки призабойной зоны пласта по второму варианту производится удаление продуктов реакции из скважины путем так называемой обратной промывки. При этом не требуются работы по отсоединению и присоединению насосных агрегатов и присоединению насосных агрегатов к устью скважины. При обработке призабойной зоны пласта по первому варианту для удаления продуктов реакции из скважины путем обратной промывки необходимо произвести отсоединение и присоединение насосных агрегатов к устью скважины. Таким образом, по второму варианту сокращаются время обработки призабойной зоны пласта и затраты по перенастройке оборудования. При обработке продуктивного пласта в случае большой его толщины как по первому, так и по второму варианту, в скважину следует спускать несколько пакеров. Вначале устанавливают нижний пакер, проводят обработку по способу, потом - второй, снизу, снова проводят обработку и т. д. , таким образом, обработке химическим реагентом подвергается весь ствол скважины снизу вверх. Также последовательную обработку всего интервала перфорации скважины можно проводить с одним пакером, перемещая его по высоте интервала. Химическим реагентом, используемым по способу, может быть раствор любой кислоты и их смеси, различные растворители органических соединений и неорганических солей. Для осуществления данного способа обработки призабойной зоны пласта по первому варианту производят следующие операции. Определяют величину давления проникновения реагента вглубь закольматированного пласта; спускают в скважину колонны труб с пакером; закачивают в скважину химический реагент при непосаженном пакере; осуществляют посадку пакера в интервале сплошной перфорации обрабатываемого продуктивного пласта;
нагнетают химический реагент через колонну труб при поддержании величины давления нагнетания химического реагента в подпакерном пространстве скважины ниже величины давления проникновения химического реагента вглубь закольматированного пласта;
поддерживают величину давления в межтрубном надпакерном пространстве ниже величины давления нагнетания химического реагента в подпакерном пространстве;
производят срыв пакера;
удаляют продукты реакции и взвешенные частицы из скважины;
производят пуск скважины в эксплуатацию. Для осуществления данного способа обработки призабойной зоны пласта по второму варианту производят следующие операции. Определяют величину давления проникновения реагента вглубь закольматированного пласта;
спускают в скважину колонны труб с пакером;
закачивают в скважину химический реагент при непосаженном пакере;
осуществляют посадку пакера в интервале сплошной перфорации обрабатываемого продуктивного пласта;
нагнетают химический реагент через межтрубное надпакерное пространство скважины при поддержании величины давления нагнетания химического реагента в надпакерном пространстве скважины ниже величины давления его проникновения вглубь закольматированного пласта;
поддерживают величину давления в подпакерном пространстве и в колонне труб ниже величины давления нагнетания химического реагента в межтрубном надпакерном пространстве скважины;
производят срыв пакера;
удаляют продукты реакции и взвешенные частицы из скважины;
осуществляют ввод скважины в эксплуатацию. П р и м е р (по первому варианту). Способ в промысловых условиях был реализован на нефтяной скважине N 434, вышедшей после бурения. В скважине был вскрыт нефтяной пласт в отложениях турнейского яруса в интервале 1708-1716 мм. Нефть залегала в карбонатных коллекторах с проницаемостью 328 мД и имела относительную вязкость 80. Проектом разработки предусматривалась кислотная обработка скважины с последующим начальным дебитом 6-8 т/сут. Испытание способа обработки призабойной зоны пласта согласно изобретению производили в следующем порядке. Предварительно была определена величина давления проникновения реагента вглубь закольматированного пласта путем нагнетания в скважину пластовой воды промывочным агрегатом Азинмаш-35, максимальное развиваемое давление нагнетания которого 16 МПа. При давлении на устье 16 МПа скважина воду не принимала. Расчетная величина давления в интервале перфорации при этом составила 36 МПа (плотность жидкости, заполняющей скважину, 1170 кг/м³, глубина середины интеравала перфорации 1712 м). Дальнейшие операции по осуществлению способа обработки призабойной зоны пласта были проведены в следующей последовательности. В скважину спустили колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) диаметром 2,5 дюйма, оборудованных модернизированным пакером марки ПВМ-122-500 с хвостовиком длиной 16 м. При непосаженном пакере и открытом межтрубном пространстве в скважину через НКТ цементировочным агрегатом ЦА-320М закачали 5,4 м³ 19% -ной соляной кислоты концентрации, подняв уровень кислотного раствора в межтрубном пространстве до кровли продуктивного пласта. Затем произвели посадку пакера ПВМ на глубине 1712 м в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта. При посаженном пакере начали нагнетание в скважину через НКТ продавочной жидкости (пластовая вода) в объеме 5,4 м³. Межтрубное пространство скважины при этом было соединено с открытой технологической емкостью. При достижении на устье давления 14 МПа из межтрубного пространства начала поступать жидкость в технологическую емкость, давление на устье при этом далее не возрастало. Давление на забое (в подпакерном пространстве) составляло при этом 34 МПа, что ниже величины давления проникновения химического реагента вглубь закольматированного пласта. Величина давления 20 МПа в надпакерном межтрубном пространстве скважины соответствовала гидростатическому (скважина до устья была заполнена жидкостью). Во время обработки величину давления поддерживали на этом уровне благодаря изливу жидкости из межтрубного пространства в технологическую емкость. При таком режиме давлений из межтрубного пространства скважины в технологическую емкость на поверхности в течение всего времени обработки поступала жидкость. После того, как через НКТ, кроме 5,4 м³ кислотного раствора, было закачено еще и 5,4 м³ продавочной жидкости, на устье скважины в технологическую емкость поступило из межтрубного пространства 10,8 м³ жидкости. Это свидетельствовало о том, что кислотный раствор вглубь пласта не проник. После этого сорвали пакер. Затем с помощью цементировочного агрегата ЦА-320М удалили продукты реакции из скважины путем обратной промывки. При этом было использовано 16 м³ продавочной жидкости. После промывки скважину пустили в эксплуатацию с помощью штангового насоса НСН-43. Время всей обработки составило 3 ч. Время эффективного действия реагента (соляной кислоты) при обработке скважины N 434 - 20 мин. В результате проведенных испытаний было установлено, что кислота вглубь пласта не заходила, т. к. потери кислотного раствора практически отсутствовали. Концентрация кислоты при обработке снизилась до 16% , что указывает на ее взаимодействие с породой в приствольной части скважины. Общее количество взвешенных частиц, вынесенных отработанным кислотным раствором на поверхность, было определено по известному лабораторному методу с помощью фильтровального прибора Зейтца (Олихова) и составило 154 кг или 2,8% от массы отработанного раствора. Замеры дебита жидкости в скважине N 434 после проведенных испытаний показали, что скважина дает 10 т/сут безводной нефти вместо 6-8 т, предусмотренных проектом разработки. Для сравнения эффективности обработки призабойной зоны скважины по заявленному способу были проведены также кислотные обработки под давлением аналогичных нефтяных скважин N 418 и N 425 того же месторождения по известному способу. Дебит указанных скважин по проекту разработки был определен в среднем 7 т/сут. Солянокислотная обработка скважины N 418 и N 425 по известному способу была осуществлена сразу после выхода скважин из бурения в интервалах перфорации соответственно 1716-1728 м для скважины N 418 и 1640-1647 м для скважины N 425. В скважину N 418 под давлением было закачано 18 м3 20% -ной соляной кислоты, а в скважину N 425 - 14 м³. Время эффективного действия соляной кислоты 4 ч 20 мин для скважины N 418 и 3 ч 50 мин для скважины N 425, полное время обработки - соответственно 9 и 6 ч. Результаты воздействия на призабойную зону пласта по известному и предлагаемому способам приведены в таблице. Из приведенных данных следует, что производительность скважины N 434 (заявляемый способ) значительно превышает производительность скважины N 418 и скважины N 425 (известные способы обработки призабойной зоны пласта), а высокий динамический уровень (600 м) и коэффициент наполнения насоса (0,4 м против 0,1 и 0,2 для насоса НСН-43 во всех скважинах) свидетельствует о высоких фильтрационных характеристиках призабойной зоны и устойчивом притоке жидкости из пласта, что говорит о хорошей гидродинамической связи скважины с пластом. По данному способу в скважине N 434 произведена очистка от кольматирующих материалов, сокращено время обработки и объем химического реагента по сравнению с обработкой по известному способу скважины N 418 и N 425. (56) Амиров А. Д. , Карапетов К. А. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М. : Недра, 1979, с. 282, 284.

Формула изобретения

1. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий спуск в скважину колонны труб с пакером, закачку в скважину химического реагента, посадку пакера и нагнетания химического реагента под давлением, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности обработки путем удаления кольматирующих материалов за цементным кольцом в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта при одновременном сокращении времени обработки и снижении материальных затрат, посадку пакера производят в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта, после чего нагнетание химического реагента производят через колонну труб и величину давления нагнетания химического реагента в подпакерном пространстве скважины поддерживают ниже величины давления его проникновения вглубь закольматированного пласта, а в межтрубном надпакерном пространстве давление поддерживают ниже величины давления нагнетания химического реагента в подпакерном пространстве скважины. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве химического реагента закачивают раствор 19% -ной соляной кислоты. 3. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий спуск в скважину колонны труб с пакером, закачку в скважину химического реагента, посадку пакера и нагнетание химического реагента под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки путем удаления кольматирующих материалов за цементным кольцом в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта при одновременном сокращении времени обработки и снижении материальных затрат, посадку пакера производят в интервале сплошной перфорации продуктивного пласта, после чего нагнетание химического реагента производят через межтрубное надпакерное пространство скважины и величину давления нагнетания химического реагента в надпакерном пространстве скважины поддерживают ниже величины давления его проникновения вглубь закольметированного пласта, а в подпакерном пространстве скважины и в колонне труб давление поддерживают ниже величины давления нагнетания химического реагента в межтрубном надпакерном пространстве скважины. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве химического реагента закачивают раствор 19% -ной соляной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001        

---