Способ акустического воздействия на скважины системы поддержания пластового давления

Способ акустического воздействия на скважины системы поддержания пластового давления

Реферат

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и, в частности, к способам разработки нефтяных месторождений с поддержанием пластового давления (ППД) методом заводнения. Осуществляют предварительную очистку промывкой забоя скважины облагороженной ПАВ водой до чистой скважинной жидкости. Определяют профиль приемистости. В прискважинную зону нагнетают расчетное количество активной технологической жидкости на основе водорастворимых ПАВ и продавливают в пласт. Спускают в зону перфорации ультразвуковой излучатель. Осуществляют диспергирование кольматантов путем воздействия на прискважинную зону пласта полем ультразвуковой частоты в среде активной технологической жидкости. Воздействие полем упругих колебаний осуществляют пошагово в направлении сверху вниз или снизу вверх с шагом один метр и временем воздействия в шаге от 0,5 до 2,0 часов в зависимости от потери приемистости скважины от проектной величины. Нагнетают расчетное количество кислоты. Продавку кислоты в пласт осуществляют тройным по отношению к кислоте объемом воды. Продукты деструкции продавливают в пласт. После растворения кислотой диспергированных кольматирующих отложений осуществляют пуск скважины под нагнетание воды. Нагнетание расчетного количества активной технологической жидкости осуществляют при спущенных до забоя насосно-компрессорных трубах (НКТ) и их не извлекают. Перед определением профиля приемистости и спуском в зону перфорации ультразвукового излучателя осуществляют приподъем НКТ над кровлей пласта. Повышается качество ремонта скважин системы ППД. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и, в частности, к способам разработки нефтяных месторождений с поддержанием пластового давления (ППД) методом заводнения. Эти способы направлены на повышение конечной нефтеотдачи пластов, как правило, путем перераспределения гидродинамических потоков в неоднородных по проницаемости пластах. Поставленная задача решается ограничением водопритока в хорошо дренируемые и промытые водой пропластки установкой методом закачки в продуктивный пласт через скважины системы поддержания пластового давления (ППД) потокоотклоняющих экранов, гидрофобных фильтров в эксплутационных скважинах различными по химическому и физическому составу агентами. Такие виды работ проводятся с целью предупреждения прорывов воды в добывающие скважины от скважин ППД и уменьшения обводненности добываемого флюида (Повышение эффективности работы водонагнетательных скважин. Обзорная информация. ВНИИОЭНГ, серия "Нефтепромысловое дело", М., 1982 г., №22 (46), 34 с.; Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. М., 1991 г., с. 46-72.

Современные методы повышения нефтеотдачи и новые технологии на месторождениях Российской Федерации. Нефтяное хозяйство, №10, 1993 г., с. 6-15). Применение описываемых технологий позволяет решать такие задачи, как ограничение водопритока в добывающие скважины от конкретной скважины системы ППД, повышение или понижение приемистости скважин ППД, выравнивание их профиля приемистости для вытеснения нефти из слабодренируемых пропластков продуктивного пласта, очистка призабойной зоны пласта (ПЗП) добывающих скважин от кольматирующих отложений различной природы и химического состава для увеличения притока флюида.

В практике добычи нефти на месторождениях нередки случаи, когда в системе ППД применяют пластовую, сточную или подтоварную воду, не прошедшую достаточную степень очистки, и тогда возникает проблема засорения ПЗП нагнетательных скважин механическими примесями, остаточными органическими эмульсиями нефти и продуктами коррозии трубопроводов, содержащимися в закачиваемой воде. Это вызывает резкое падение объемов закачки воды вплоть до полной потери приемистости скважин системы ППД, что крайне отрицательно влияет на динамику пластового давления (оно падает) и добывающие возможности эксплуатационных скважин, находящихся в зоне влияния этих скважин ППД. Засорение призабойной зоны пласта (ПЗП) скважин порой достигает такого уровня, что различного вида традиционные кислотные обработки при капитальном ремонте скважин (кислотные ванны, дренирование кислотой, гидрокислотный удар), термические и термохимические обработки, нагнетание отмывающих растворов поверхностно активных веществ (ПАВ) и даже повторная перфорация (как правило, перестрел) эксплутационной колонны скважины не приводят к восстановлению фильтрационных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) скважин ППД.

Одним из способов повышения приемистости скважин системы ППД является известный способ акустического воздействия на ПЗП этих скважин в среде активных технологических жидкостей. Этот способ разработки нефтяных месторождений (RU 2136859 С1) взят за прототип. Целью изобретения, взятого за прототип, являлось совершенствование способа разработки нефтяных месторождений при одновременном снижении затрат и повышения экологичности способа путем использования для создания в высокопроницаемых участках и трещинах призабойной зоны добывающих скважин гидрофобного барьера с малой фазовой проницаемостью для воды и высокой для нефти, а также выравнивание профиля приемистости скважин системы ППД с помощью постановки потокоотклоняющего экрана. Для достижения поставленной задачи использовалась продавка водой в пласт разрушенных ультразвуком кольматирующих отложений.

Однако в настоящий момент не стоимость ремонта скважин играет решающую роль, а качество выполненных работ, т.е. достижение максимально возможного межремонтного периода (МРП). Применяя способ, взятый за прототип, можно достичь увеличения приемистости скважин системы ППД и (или) выравнять их профиль приемистости.

Однако при достижении поставленной цели (увеличение приемистости) при помощи применения данного способа эффект получается кратковременным, т.е. от нескольких суток до нескольких недель. Это объясняется тем, что привнесенные извне с закачиваемой водой кольматирующие частицы различной природы и состава из скважины не удаляются, не растворяются, а механически в ультразвуковом поле измельчаются и продавливаются закачиваемой водой в более удаленную от скважины зону пласта. Таким образом, во время процесса запуска скважины ППД под закачку после акустического воздействия во время капитального ремонта приемистость скважины увеличивается. При проникновении в дальнюю зону пласта измельченных кольматирующих частиц и их осаждении приемистость падает, а профиль приемистости скважины ППД выравнивается вследствие перераспределения объема закачиваемой воды между другими пропластками. Таким образом, цель - перераспределение профиля приемистости скважин системы ППД достигается, а увеличение приемистости только частично, что является недостатком данного способа.

Также недостатком способа, взятого за прототип, является игнорирование, ради удешевления технологии, работ, связанных с предварительной очисткой ствола скважин ППД от привнесенных с закачиваемой водой и частично осевших в стволе скважины загрязнений, методом промывки забоя скважин водой, облагороженной различными ПАВ, до чистой скважинной жидкости.

Все органические и неорганические кольматирующие отложения по способу прототипа диспергируют (измельчают) и продавливают в пласт для создания гидрофобного фильтра, играющего роль ограничителя поступления воды в добывающую скважину или потокоотклоняющего экрана в скважинах системы ППД. Однако далеко не во всех случаях ремонтов скважин ППД требуется установка потокоотклоняющих экранов, т.е. уменьшение приемистости по хорошо дренируемым и промытым пропласткам. Как правило, требуется включение в работу слабо дренируемых и закольматированных пропластков.

Также недостатком прототипа является установление оптимальных параметров ультразвукового воздействия на ПЗП на основе предварительных лабораторных испытаний при различных частотах, интенсивности и времени ультразвукового диспергирования осадка, отобранного из ПЗП в той или иной технологической жидкости, обеспечивающей получение дисперсии с размером частиц твердой фазы в пределах 0,5-20 мкм - пункт 5, столбец 7 патента-прототипа. Реализация данного пункта в промысловых условиях на практике крайне затруднена или невозможна. Определение оптимальной частоты воздействия на кольматирующий материал возможно только в лабораторных условиях. При оказании акустического воздействия на ПЗП скважины через перфорационные отверстия обсадной колонны скважины и достаточно невысоких мощностях излучения (от 0,7 до 1,5 кВт) акустическое воздействие оказывается не на породу (матрицу) пласта, как предполагают авторы прототипа, а на скважинный флюид. Жидкостью волновые колебания передаются по поровому пространству пласта, оказывая волновое воздействие на отложения на стенках капилляров. Таким образом, достаточно достичь частоты ультразвука в узком диапазоне частот (например, 18-24 кГц), при которой возникает эффект кавитации, как в поровом пространстве, заполненном активной технологической жидкостью (АТЖ) на основе водорастворимых ПАВ, проявляется эффект волновой "стиральной машины" (Ультразвуковая технология. - М.: Металлургия, 1974 г., с. 285-293, Ультразвуковая техника, вып.2, 1963 г., с. 52-57).

Данный эффект не зависит от химических свойств пород, составляющих продуктивный пласт, но находится в прямой зависимости от интенсивности излучаемой в скважинный флюид энергии, ее частоты, пористости, проницаемости и абсолютной проницаемости породы.

Акустические технологии имеют достаточно четкую границу применения по указанным физическим параметрам пластов.

Поэтому перед применением способа АВС необходимо проанализировать физические характеристики продуктивных пластов скважин (данные имеются в промысловых делах скважин) для исключения бесполезной работы и увеличения успешности его применения.

Одним из важнейших направлений капитального ремонта скважин (КРС) системы ППД является увеличение приемистости слабо дренируемых пропластков и восстановление утерянной приемистости с целью увеличения коэффициента нефтевытеснения. Взятый за прототип способ (RU 2136859 С1) позволяет частично решать указанную задачу, однако является неэффективным при ремонте скважин системы ППД при полной потере ими приемистости.

Цель данного изобретения - совершенствование способа разработки нефтяных месторождений с поддержанием пластового давления методом заводнения путем более качественного ремонта скважин системы ППД, выражающееся в достижении и (или) увеличении приемистости с выравниванием профиля приемистости у скважин, полностью ее потерявших, и увеличении срока межремонтного периода скважин.

Технологический результат достигается в процессе реализации способа по следующей схеме:

1. Анализ физических параметров продуктивного пласта.

2. Приспуск насосно-компрессорных труб (НКТ) до забоя скважины.

3. Промывка ствола скважины облагороженной 0,1-0,2% ПАВ (типа МЛ-81Б, неонола АФ_9-12 и др.) водой до чистой скважинной жидкости.

4. Приподъем НКТ выше "кровли" пласта на 20-30 м.

5. Спуск в скважину геофизического прибора и проведение геофизических исследований скважины (ГИС) с целью определения профиля приемистости скважины и "привязки" наконечника кабеля геофизического (КГ) к определенному интервалу перфорации.

6. Подъем из скважины на поверхность геофизического прибора.

7. Приспуск колонны НКТ до "подошвы" пласта.

8. Нагнетание и продавка в пласт расчетного количества водорастворимого 1-5% раствора ПАВ с оставлением в стволе скважины не менее 25% раствора ПАВ или оставление АТЖ в виде ванны в случае отсутствия приемистости.

9. Вторичный приподъем колонны НКТ над "кровлей" пласта не менее чем на 20-30 м.

10. Спуск в зону перфорации ультразвукового излучателя на геофизическом кабеле и проведение пошагово акустического воздействия в частотном диапазоне 18-24 кГц на зону перфорации в среде АТЖ с шагом один метр (в направлении сверху вниз или снизу вверх) и временем воздействия в шаге от 0,5 до 2,0 часов, зависящим от степени потери приемистости скважины от проектной величины.

11. Подъем на поверхность акустического излучателя.

12. Приспуск НКТ до "подошвы" пласта.

13. Нагнетание расчетного количества 12%-ной, соответствующей материнской породе продуктивного пласта кислоты, и продавка ее в пласт тройным к кислоте объемом воды.

14. Растворение кислотой диспергированных ультразвуком кольматирующих отложений в течение 4 часов.

15. Пуск скважины под нагнетание воды.

В данной технологической схеме отсутствуют трудоемкие полные спускоподъемные операции (СПО) извлечения НКТ из скважины, что, в свою очередь, приводит к сокращению сроков и удешевлению ремонта скважины. Схема реализации способа, включающая стандартные операции ремонта скважин, имеет вид АТЖ + АВС + Кислота, и не имеет аналогов среди известных прототипов (патенты RU 2094594 C1, RU 2015874 C1, RU 2055979 C1, RU 2151273 C1).

Формула изобретения

1. Способ акустического воздействия на скважины системы поддержания пластового давления, включающий нагнетание в скважину расчетного количества активной технологической жидкости на основе водорастворимых поверхностно-активных веществ (ПАВ) при спущенных до забоя насосно-компрессорных трубах (НКТ), диспергирование кольматантов путем воздействия на прискважинную зону пласта полем ультразвуковой частоты в среде активной технологической жидкости на основе водорастворимых ПАВ спущенным в зону перфорации ультразвуковым излучателем и последующей продавкой продуктов деструкции в продуктивный пласт, и пуск скважины под нагнетание воды, отличающийся тем, что перед нагнетанием в скважину расчетного количества активной технологической жидкости на основе водорастворимых ПАВ осуществляют предварительную очистку промывкой забоя облагороженной ПАВ водой до чистой скважинной жидкости, определяют профиль приемистости, после нагнетания расчетного количества активной технологической жидкости на основе водорастворимых ПАВ ее продавливают в пласт, при этом воздействие на прискважинную зону пласта полем упругих колебаний ультразвуковой частоты проводят в среде активной технологической жидкости на основе водорастворимых ПАВ ультразвуковым излучателем пошагово в направлении сверху вниз или снизу вверх с шагом один метр и временем воздействия в шаге от 0,5 до 2,0 часов в зависимости от потери приемистости скважины от проектной величины, после чего нагнетают расчетное количество кислоты, а продавку кислоты в пласт осуществляют тройным по отношению к кислоте объемом воды, затем после растворения кислотой диспергированных кольматирующих отложений осуществляют пуск скважины под нагнетание воды, при этом НКТ из скважины не извлекают на поверхность, а перед определением профиля приемистости и спуском в зону перфорации ультразвукового излучателя осуществляют приподъем НКТ над кровлей продуктивного пласта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае отсутствия приемистости пласта, нагнетаемую активную технологическую жидкость доводят по НКТ до пласта и оставляют в стволе скважины в виде ванны.