Способ воздействия на слабопроницаемый трещиноватый коллектор с аномально высоким пластовым давлением

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель - повышение эффективности. После вскрытия пласта и спуска лифтовых труб затрубное пространство заполняют аэрированной жидкостью и создают избыточное давление при закрытых на устье лифтовых трубах. Затем открывают трубы и пускают скважину в работу через калиброванное отверстие. Давление в затрубном пространстве снижают до определенной величины, после чего трубы закрывают, а в затрубном пространстве вновь повышают давление. Воздействие продолжают до тех пор, пока вся аэрированная жидкость не пройдет через затрубное пространство. Выполняют несколько серий и выбирают эффективную величину снижения давления при депрессии на пласт. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19у (4 1) (si)s Е 21 В 43/25

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4429864/03 (22) 23.05.88 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт тонкого глубокого бурения (72) А.П. Клевцур, С.А, Кузнецов, В. А. Пономарев, С.Б. Гаджиев и А.Г. Козубовский (53) 622.276(088.8) (56) Минаев Б.Г. и др. Практическое руководство по испытанию скважин, M.; Недра, 1981, с. 95 — 142. (54) СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СЛАБОПРОНИЦАЕМЫЙ ТРЕЩИНОВАТЫЙ КОЛЛЕКТОР С АНОМАЛЬHO ВЫСОКИМ

ПЛАСТОВЫМ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности, Цель — повышение эфИзобретение относится к закачиванию нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при освоении залежей, представленных трещинным коллектором.

Цель изобретения — повышение эффективности воздействия.

Способ осуществляют следующим образом.

После вскрытия пласта и спуска лифтовых труб затрубное пространство заполняют аэрированной жидкостью и создают избыточное давление при закрытых на устье лифтовых трубах. Затем открывают трубы и пускают скважину в работу через (калиброванное отверстие) — штуцер малого диаметра. Давление в затрубном пространстве снижают до определенной величины, после чего трубы вновь закрывают и цикл воздействия повторяют многократно в той же пофективности, После вскрытия пласта и спуска лифтовых труб эатрубное пространство заполняют аэрированной жидкостью и создают избыточное давление при закрытых на устье лифтовых трубах. Затем открывают трубы и пускают скважину в работу через калиброванное отверстие. Давление в затрубном пространстве снижают до определенной величины, после чего трубы закрывают, а в затрубном пространстве вновь повышают давление. Воздействие продолжают до тех пор, пока вся аэрированная жидкость не пройдет через затрубно пространство. Выполняют несколько серий и выбирают эффективную величину снижения давления при депрессии на пласт. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. следовательности. Воздействие продолжа- О ют до тех пор, пока суммарный объем закаченной жидкости для создания избыточного © давления в каждом цикле не будет равен объему затрубного пространства и вся аэри- О рованная жидкость не пройдет через затрубное пространство и башмак лифтовых труб. После этого производят обратное прокачивание жидкости в стволе скважины и определяют качественный состав извлеченного из пласта продукта. В процессе воздействия фиксируют объем закачиваемой и выходящей из скважины жидкости.

В следующей серии воздействия изменяют величину снижения давления при пуске скважины в работу через штуцер малого диаметра.

Выполняют несколько серий воздействия и выбирают эффективную величину сни1668644 жения давления. За эффективную принимают величину снижения давления, при которой объемы закачиваемой и выходящей из скважины жидкости максимально разнятся между собой и в продукции притока содержится максимальное количество механических примесей и пластового флюида, В дальнейшем воздействие производят при эффективной величине снижения давления.

Трещиноватый коллектор при создании резких депрессий способен снижать свои коллекторские свойства за счет смыкания трещин. Это явление общеизвестно и описано во многих литературных источниках. При плавном создании депрессии на пласт процесс смыкания трещин предупреждается.

Известно, что изменение давления (Л Р„МПа) приводит к изменению объема (ЬЧ) в соответствии с коэффициентом сжимаемости (P, - ):

ДЧ=- .ДР ЧО, (1) где Vo — начальный объем, м .

Представим, что ствол скважины заполнен жидкостью беэ газа или воздуха. Тогда выражение (1) запишется:

ДЧ =Рж hP Vo, Во втором случае ствол заполнен жидкостью, насыщенной газом или воздухом.

ДЧ =PxxH H hP Voo, Отношение hV/ДЧ. пропорционально отношению фж»» Рж

Коэффициент сжимаемости насыщенной газом жидкости определяется с учетом степени насыщения (К): фжя = P (1 + 0,5К).

Следовательно:

ИIДЧ = 1+0,5 К.

Например, при предельном насыщении воды воздухом (К = 4) ДЧ в три раза больmeAV.

Наличие же свободного газа или воздуха в стволе скважины еще больше увеличивает способность системы расширяться при снижении давления.

При определенном перепаде давления за определенный промежуток времени через калиброванное отверстие (штуцер) проходит строго определенное количество жидкости. Следовательно, увеличивая объем пропускаемой через штуцер жидкости при том же перепаде давления, можно уве-. личить время. Это очевидно. Используя аэрированную жидкость для реализации предложенного способа, мы тем самым увеличиваем объем проходящей через штуцер жидкости и добиваемся плавного создания депрессии на пласт, В этом существенность данного признака..

Пример реализации способа.

5 Предварительно приведем порядок расчета закачиваемых объемов воды и воздуха, изложенный в корреспонденции, которая снята с рассмотрения, Объем затрубного пространства

10 Чзатр = Чж + Vcs.в (2) где V® — объем закаченной жидкости, м; з.

Чсв, в — объем затрубного пространстi ва, занятый воздухом. с учетом скважинных условий, мз.

15 Объемы закаченной жидкости Чж и воздуха в нормальных условиях Ч, выразим через производительности насосного агрегата ож и компрессорной установки qs u время закачки t;

20 Чж=Цж t;Vs=qs т . (3)

Объем закаченного воздуха выразим как сумму растворившегося в жидкости Vs.p. и в свободном виде Чсв.в .

V = Чв.p. + Чсв.в. {4)

25 Первое слагаемое формулы (4) выразим через объем жидкости и коэффициент растворимости воздуха в жидкости К

Vs.р. = K g»K (5)

Объем воздуха в свободном виде (Чсв,в.)

30 определим из формулы (4) с учетом (3) и (5):

Vcs,â. = чв t — K Цж 4.

8 полученной зависимости обьем воздуха в свободном виде приведен для нормальных условий. В скважинных условиях

35 ТсРо (Чсв.в.) = t(qs — К цж) .р- = -, (6) с о где То, Тс — соответственно абсолютное значение температуры для нормальных условий (To = 293 К) и скважинных, Тс =

4О Т» 4.тгз

Рр, Рс — соответственно давление а нормальных условиях (Р, = 0,1 МПа) и скважинР +Рз

45 ных, РаТ>, Тз — абсолютное значение температуры на устье и на забое скважины;

Ру, Рз — давление на устье и на забое скважины, Введя в формулу {2) значение (Чж) из (3) и (Чсв.в.) иэ (6) и решая ее относительно т, получим

В практических расчетах температурную поправку обычно не учитывают. Тогда формула (7) имеет вид:

1668644

55 Py + (8)

При использовании вязко-упругого состава в качестве разделителя формула (8) запишется:

Пример . Пласт представлен слабопроницаемым трещинным коллектором, залегает на глубине 1200 м и характеризуется пластовым давлением 18 МПа. Внутренний диаметр обсадной колонны 128 мм. Насосно-компрессорные трубы (НКТ) имеют наружный диаметр 73 мм, толщину стенки

5,5 мм.

Первоначально освоение скважины проведено заменой бурового раствора, заполняющего скважину (p>= 1580 кг/мз), водой (р = 1000 кгlмз).

При депрессии на пласт 6 Mila получен слабый приток разгазированного фильтрата бурового раствора дебитом 0,5 м /сут, При последующем увеличении депрессии до 8, 10 МПа характер притока не изменился.

Проведено воздействие на пласт предлагаемым способом. Последовательность производства работ.

Промыли скважину технической водой с противодавлением на устье 6 МПа в течение нескольких циклов циркуляции. Через аэратор подключили к затрубному пространству компрессорную установку и с тем же противодавлением на устье (6 МПа) заполнили затрубное пространство азрированной водой.

Согласно приведенной методике расчета при производительности насосного агрегата 0,003 м /с и производительности кОмпрессора 3,5 м /мин (компрессор типа

ДКС-3,5) объем предельно насыщенной воздухом воды, закаченной в эатрубное пространство при давлении на устье 6 МПа, составил 9,16 м, объем воздуха в свободном состоянии 1,22 м .

Закрыли задвижку на трубах и установили на трубном отводе штуцер диаметром

2 мм.

Закачкой воды в затрубное пространство создали на устье давление 10 МПа, В качестве разделителя перед закачкой воды в затрубное пространство подали порцию вязко-упругого состава объемом 0,1 м . э

После создания давления в затрубном пространстве 10 МПа закачку воды прекратили, открыли трубную задвижку и пустили скважину в работу по трубному отводу через

40 штуцер. При снижении давления на устье до

5 МПа задвижку в трубах закрыли.

Для созданйя давления в затрубье закачено 335 л жидкости, а при работе через штуцер отобрано 470 л.

В дальнейшем циклическое воздействие на пласт в описанном порядке многократно повторили до того момента, пока суммарный объем эакаченной в скважину жидкости не сравнялсся с объемом затрубного пространства, т.е, до тех пор, пока весь объем аэрированной воды не прошел через башмак НКТ. После этого скважину промыли с противодавлением 6 МПа.

После промывки скважины с противодавлением 6 МПа выполнили вторую серию воздействия. Работы проводили в аналогичном порядке с той лишь разницей, что при пуске скважины в работу через штуцер давление на устье снижали до 3 МПа.

После завершения второй серии воздействия скважину промыли с противодавлением 6 МПа и выполнили третью серию, В этом случае давление на устье при работе скважины через штуцер снизили до 1 МПа.

Результаты воздействия приведены в таблице. Из анализа результатов воздействия по различным сериям следует, что при создании избыточного давления в 10 МПа наибольший эффект наблюд..ется при его снижении до 3 МПа. При этом давление на пласт плавно изменяется от 4,0 до 3,0 МПа.

Дальнейшее воздействие на пласт проводили в описанном порядке созданием давления в затрубном пространстве 10 МПа и снижением его до 3,0 МПа. При данных условиях проведено дополнительно три серии воздействия. После создания 10 циклов воздействия в заключительной серии скважина перешла на устойчивое фонтанирование нефтью через штуцер 2 мм с дебитом

13,2 м /сут, Формула изобретения

1. Способ воздействия на слабопроницаемый трещиноватый коллектор с аномально высоким пластовым давлением, включающий периодическое создание избыточного давления в затрубном пространстве и последующее его снижение через трубы для создания депрессии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, затрубное пространство заполняют аэрированной жидкостью, избыточное давление в каждом цикле создают одинаковой величины, при этом снижение давления проводят через калиброванное отверстие до постоянной величины в каждом цикле, а повторение циклов продолжают до полного

1668644 избыточного давления, при этом определяют эффективную величину снижения избыточного давления, а дальнейшее воздействие проводят при эффективной величине сниже5 ния избыточного давления. прохождения аэрированной жидкости через затрубное пространство.

2. Способ поп,1, отл ичающийся тем, что воздействие проводят в несколько серий при различных значениях снижения

Объем кидкостн> и>

Характеристика изливней ся килкости ремя работы квак>ины при епрессии на пласт, мин по данным эменения вбойного давення во времени) злившейся эаквченной Первая серия

Дание>н>е в затрубиом пространстве на устье поднимая!т до 10 Nta и сникают эа счет работы сквавины по тру бам до 5 ttlla

0,470

0,47О

0,335

0,450

Вода

>!,! ц>!

>!

° !

0,470

0,470

0,450

0,455

0,470

0,475

0,470

0,455

0,455

0,455

0,470

0,475

0,470

0,450

0,455

0>450

Вода слвборазгазиронвниая

>!

>!

Вода с фильтратом бурового раствора, разгазированная, мутная ! >!

>

>!

Вода с фильтратом бурового раствора> разгазиронанная с пленкой нефти

0,470

0>450

>!

l1

°,. ° ! ° ка скназо>нм с противолавлением на устье 6 ttlla. образом, извлеченный из пласта объем кидкости (1I,t50 " 0,470) -(10,575 - 0>ззз) О>440 (мэ

Время депрессионного воэлейстния (240 - 52,8) :60: 24 О, 13 (сут.)

Средний дебит притока

0,>tt0:0,t3 3,38 (м>/сут.) Вторая серия

Давление в эатрубиом пространстве иа устье поднимают ло 10 ИПа и с>н>яа>от за счет работы сквакнны по трубам Ло 3 ИПа

0>335

О, 750

О, 755

О, 755

О, 755

0,750

О, 745

О, 740

О, 735

О, 730

О, 730

0,725

0,850

0,860

0,860

0,870

0,870

0>865

0,860

0,860

0,855

0>850

0,840

0,835

2 з

5

7

9

11

62

14

t5

16

16

14

Вода слаборазгазироваиная, мутная

II

Ф"

Вода с фнльтратом бурового раствора и мехиримесями с обильной пленкой

2

4

6

8

11

t2

1З

14

16

17

IS

19

2!

22

23

24

Промыв

Таким

0>4Д5

0,445

0,440 .

0,440

0,440

0,440

0,440

0,440

0,440

0,440

0,435

0,435

0,435

10,575

0,465

0,470

0>460

0,460

0,455

0,460

0>455

0,460

0>460

0,455

0>455

0,455

0,455

11, 150

52,8

8 5

8,4

7,О

8,З

7,З

8,4

8 5

8,2

В,З

8,5

9>5

9,2

8,2

6,8 в,з

7,1 8,2

8 4

7,0

8,3

8,4

8,4

В,З

240

1668644

Продолхение таблицы

1 1 1

2 Э 4

14

13

14

267

13

14

0,830

0,820

0,820

12> 745

О, 720

О, 715

О, 710

10,650 нефти

Промывка сквахины с противодавлением на устье 6 ИПа.

Таким образом, извлеченный иэ пласта объем хидкости " (12, 745 - 0,650) -(10, 650 - О, 335) 1> 580 (м> ), Время депрессионного воздействия (267 - 62)>60>24 О,t42 (сут), Средний дебит притока

1, 560: 0,142 11 > 13 (м> /сут), Третья серия

Давление в эатрубном пространстве на устье поднимают до 10 Ила и сникают эа счет работы сквахины по трубам до 1 ИПа

Промывка скваэа>ны с противодавлением на устье 6 ИЛа, Таким образом> извлеченный нз пласта объем хндкости "" (11>910 1>220) (10,930 0,335) 0,095 (и>). !

Время депрессионного воздействия " " (282 - 85):60:24 0>137 (сут.).

Средний дебит притока

О, 095: О, 137 0,69 (и> /сут, ) !

I р и и е ч а н и е. Эа 1 >а:кл принят технологический процесс>

% включанвв>й закачку хипкостн в эатрубное пространства до того момента, пока давление не вырастет до заданной величины (в данном примере да 10 ИПа)> последующий пуск сквахины в работу по трубам череэ штуцер до того момен та, пока устьевое давление на эатрубье не упа:дет до предельной величины (в первой серии, до 5 ИЛа, во второй до Э ИПа, в третьей до

1 ИПа), я»

Лэ расчетов исключен первый цикл воздействия, так как в первом цикле давление на устье поднимается с 6 до 10 ИПа, а с>цскается с 10 соат

aетственно Ло 5, Э и 1 ltlla. При этом основной объем изливюейся хилкости обусловлен расщнрением находящихся в стволе сквахины воды и воздуха.

Составитель А.Соколов

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Б.Федотов

Заказ 2638 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

3 .4

6

8

9 t0

0 335 I 195

1>205

1, 190

1>185

1, 180

1, 175

1>165

1>155

1 ° 145

10 930

1, 220

1>205

1, 215

1,200

1, 200

1, 195 ! >185

1,175

1,168

l, 155

11 910

Вада ,>! .>\

Вода ра эгаэир о ва иная пле икай нефти

° ь>!

° >,>!

° !.>!

° >,>!

>, >>е

22

23 с 20

22

18

22

262