Способ кислотного продольно-щелевого гидравлического разрыва низкопроницаемого терригенного коллектора

Способ кислотного продольно-щелевого гидравлического разрыва низкопроницаемого терригенного коллектора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к гидравлическому разрыву пласта, в частности заглинизированных низкопроницаемых терригенных отложений, сложенных из влагонабухающих глин.

Сенон-туронские коллекторы газовых скважин на месторождениях севера Западной Сибири относятся к заглинизированным низкопроницаемым терригенным отложениям, сложенным из влагонабухающих глин. Из опыта ремонта скважин в таких отложениях известно, что применение водных растворов ведет к набуханию глин, препятствующих добыче газа из пласта. В то же время проведение кумулятивной перфорации в этих отложениях не обеспечивает необходимую глубину вскрытия пласта и приводит к значительной кольматации призабойной зоны пласта (ПЗП).

Для вскрытия низкопроницаемых терригенных отложений помимо кислотных обработок используют гидравлический разрыв пласта (ГРП) [Ягафаров АК. и др. Интенсификация притоков пластовых флюидов в нефтяных и газовых скважинах. - Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», 2010. - 231 с.].

Известен способ гидравлического разрыва пласта низкопроницаемого терригенного пласта, включающий закачивание под давлением жидкости разрыва с образованием трещин разрыва и закрепление образованных трещин разрыва [патент РФ № 2462590, опубл. 2012].

Недостатком этого способа является недостаточная площадь и глубина вскрытия продуктивного пласта, набухание глин, содержащихся в заглинизированных низкопроницаемых терригенных отложениях продуктивного пласта, большая продолжительность удаления расклинивающего материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков (прототипом) является способ гидравлического разрыва пласта низкопроницаемого терригенного пласта, включающий спуск в скважину устройства для прорезания щелей в эксплуатационной колонне, закачивание под давлением жидкости разрыва с образованием трещин разрыва и закрепление образованных трещин разрыва [патент РФ № 2177541, опубл. 2001].

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность ГРП в заглинизированных низкопроницаемых терригенных отложениях, сложенных из влагонабухающих глин, ведущих к набуханию глин.

Недостатком этого способа является набухание глин, содержащихся в заглинизированных низкопроницаемых терригенных отложениях продуктивного пласта, большая продолжительность удаления расклинивающего материала.

Задача, стоящая при создании изобретения, состоит в повышении эффективности гидравлического разрыва продуктивного пласта в низкопроницаемых терригенных отложениях, сложенных из влагонабухающих глин.

Достигаемый технический результат, который получается в результате применения изобретения, состоит в увеличении площади и глубины вскрытия продуктивного пласта при устранении условий набухания глин, содержащихся в этом коллекторе.

Поставленная задача и технический результат решается и достигается соответственно тем, что при кислотном продольно-щелевом гидравлическом разрыве низкопроницаемого терригенного пласта, сложенного влагонабухающими сцементироваными глинами, во внутреннюю полость эксплуатационной колонны спускают гидромеханический щелевой перфоратор, прорезают с помощью вертикально перемещающихся дисков-фрез гидромеханического щелевого перфоратора стенки эксплуатационной колонны с образованием двух продольных щелей, расположенных напротивдруг друга на разных высотных отметках, в интервале от подошвы до кровли продуктивного пласта, закачивают через гидромониторные насадки гидромеханического щелевого перфоратора технологическую жидкость на углеводородной основе и промывают через продольные щели в эксплуатационной колонне посредством технологической жидкости на углеводородной основе, истекающей под давлением, величиной, не превышающей давление гидроразрыва пласта, с образованием фильтрационных каналов в цементном камне за эксплуатационной колонной и окружающей горной породе призабойной зоны пласта, проходящих в глубину продуктивного пласта, после образования фильтрационных каналов из скважины извлекают гидромеханический щелевой перфоратор и в скважину на колонне насосно-компрессорных труб спускают подземное внутрискважинное оборудование, состоящее из пакера высокого давления и циркуляционного клапана, далее запакеровывают пакер над кровлей продуктивного пласта и промывают фильтрационные каналы соляной кислотой 12 %-ной концентрации с продавливанием в глубину продуктивного пласта технологической жидкости на углеводородной основе, ранее закаченной в скважину, после этого заполняют подпакерное пространство скважины, загущенной глинокислотой, состоящей из соляной кислоты 12 %-ной концентрации, фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации и загустителя - карбоксиметилцеллюлозы, продавливают ее в глубину пласта в качестве жидкости разрыва и расклинивающего материала с образованием трещины разрыва, затем после завершения кислотного гидравлического разрыва и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва соляной кислотой 12 %-ной концентрации с разрушением загустителя - карбоксиметилцеллюлозы, далее промывают надпакерное пространство скважины созданием циркуляции в затрубном и трубном пространствах с помощью циркуляционного клапана и осуществляют вызов притока из продуктивного пласта методом снижения противодавления, и после освоения скважину вводят в эксплуатацию с оставлением в скважине спущенного в процессе гидравлического разрыва подземного внутрискважинного оборудования.

На фиг. 1 показана схема реализации заявленного изобретения при прорезании в эксплуатационной колонне продольных вертикальных щелей, на фиг. 2 - то же при промывке и образовании фильтрационных каналов в цементном камне и прилегающей к скважине горной породе струями технологической жидкости на углеводородной основе, на фиг. 3 - то же при промывке образованных фильтрационных каналов соляной кислотой, на фиг. 4 - то же при закачивании загущенной глинокислоты и проведении кислотного гидравлического разрыва пласта, на фиг. 5 - то же при промывке трещин разрыва соляной кислотой с целью разрушения карбоксиметилцеллюлозы, на фиг. 6 - то же при промывке скважины и вызове притока из пласта, на фиг. 7 - то же при эксплуатации скважины после завершения кислотно-щелевого гидравлического разрыва.

Заявленное изобретение осуществляется следующим образом.

В скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) 1 до кровли продуктивного пласта 2 спускают гидромеханический щелевой перфоратор 3. Выдвигают за габаритные размеры корпуса гидромеханического щелевого перфоратора 3 диски-фрезы 4, расположенные на диаметрально противоположных сторонах корпуса на разных высотных отметках, и продолжают спуск гидромеханического щелевого перфоратора 3 до подошвы продуктивного пласта 2. При возвратно-поступательном движении колонны НКТ 1 с гидромеханическим щелевым перфоратором 3 по обрабатываемому интервалу эксплуатационной колонны 5 от кровли до башмака продуктивного пласта 2 и обратно, с поэтапным увеличением создаваемого давления в колонне НКТ 1 диски-фрезы 4 прорезают стенки эксплуатационной колонны 5 и выходят за ее пределы, формируя продольные щели 6, расположенные напротив друг друга на разных высотных отметках. При этом продольные щели 6 выполнены таким образом, что нижняя кромка верхней щели располагается на уровне середины нижней щели, а верхняя кромка нижней щели - на уровне середины верхней щели. Давление в колонне НКТ 1, воздействующее на диски-фрезы 4, зависит от толщины стенки эксплуатационной колонны 5.

Струи технологической жидкости 7 на углеводородной основе, истекаемые из гидромониторных насадок 8 гидромеханического щелевого перфоратора 3, под высоким давлением, не превышающим давление гидроразрыва пласта, размывают цементный камень 9 за эксплуатационной колонной и прилегающую горную породу призабойной зоны продуктивного пласта 2, в результате образуют фильтрационные каналы 10, представляющие собой вертикальные трещины глубокого проникновения в продуктивный пласт 2. В качестве технологической жидкости 7 применяют жидкости на углеводородной основе, например газоконденсат, нефть, керосин, дизельное топливо, не приводящие к набуханию глинистой составляющей продуктивного пласта 2, такого как туронский коллектор месторождений севера Западной Сибири.

После завершения гидромеханической щелевой перфорации из скважины извлекают гидромеханический щелевой перфоратор 3. В скважину спускают колонну НКТ 1 с пакером высокого давления 11 и циркуляционным клапаном 12, оборудованную на башмаке центрирующей воронкой 13. Пакер высокого давления 11 устанавливают и запакеровывают над кровлей продуктивного пласта 2, герметизируя затрубное пространство 14 скважины между эксплуатационной колонной 5 и колонной НКТ 1 выше продольных щелей 6. Осуществляют промывку фильтрационных каналов 10 соляной кислотой 12 %-ной концентрации 15, продавливая в глубину продуктивного пласта 2 ранее закаченную технологическую жидкость 7 на углеводородной основе.

Далее проводят кислотный гидравлический разрыв продуктивного пласта 2 путем заполнения подпакерного пространства скважины загущенной глинокислотой 16, состоящей из соляной кислоты 12 %-ной концентрации, фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации и загустителя - карбоксиметилцеллюлозы, последующего продавливания ее через продольные щели 6 и фильтрационные каналы 10 в глубину продуктивного пласта 2 в качестве жидкости разрыва и расклинивающего материала с образованием более глубокой трещины разрыва 17. Особенностью предлагаемого кислотного продольно-щелевого ГРП является то, что он проводится после образования в эксплуатационной колонне 5, цементном камне 9 и прилегающей горной породе ПЗП 2 продольных щелей 6 и продольных фильтрационных каналов 10 на загущенной глинокислоте 16 без применения проппанта в качестве расклинивающего материала.

Скважину оставляют на технологическую выстойку и после завершения кислотного гидравлического разрыва и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва 17 соляной кислотой 12 %-ной концентрации 15 с разрушением загустителя - карбоксиметилцеллюлозы.

Далее промывают надпакерное пространство скважины созданием циркуляции в затрубном 14 пространстве скважины и внутренней полости НКТ 1 с помощью открываемого на период циркуляции циркуляционного клапана 12, с одновременным снижением плотности циркулирующей выше пакера высокого давления 11 жидкости и осуществляют вызов притока из продуктивного пласта 2 методом снижения противодавления.

После освоения скважину вводят в эксплуатацию с оставлением в скважине спущенного в процессе гидравлического разрыва подземного внутрискважинного оборудования, включающего центрирующую воронку 13, пакер высокого давления 11 и циркуляционный клапан 12.

Примеры реализации способа.

Пример 1.В скважину спускают гидромеханический щелевой перфоратор фирмы ООО «НЕККО» (г. Екатеринбург) и возвратно-поступательными движениями колонны НКТ диаметром 114 мм по обрабатываемому интервалу эксплуатационной колонны диаметром 168 мм с поэтапным увеличением создаваемого давления от 0 до 15 МПа формируют продольные вертикальные щели, расположенные в эксплуатационной колонне напротив друг друга на разных высотных отметках. Истечением струй газоконденсата из гидромониторных насадок перфоратора под давлением 15 МПа образуют в цементном камне и прилегающей горной породе ПЗП фильтрационные каналы глубиной 1,5 м. После завершения гидромеханической щелевой перфорации осуществляют промывку скважины соляной кислотой 12 %-ной концентрации. Далее через образованные вертикальные трещины проводят кислотный ГРП на загущенной с помощью КМЦ глинокислоте из смеси соляной кислоты 12 %-ной концентрации и фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации без применения проппанта в качестве расклинивающего материала. Затем после завершения кислотного ГРП и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва соляной кислотой 12 %-ной концентрации с разрушением загустителя - карбоксиметилцеллюлозы. После этого скважину промывают газоконденсатом и оставляют на технологическую выстойку на 24 ч. Скважину осваивают с оставлением спущенного при ГРП пакере марки ПРО-ЯМО и циркуляционном клапане марки ЦК 114x70.

Пример 2. В скважину спускают гидромеханический щелевой перфоратор фирмы ООО «НЕФТЕПРОМЦЕНТР» (Республика Башкортостан, г. Нефтекамск) и возвратно-поступательными движениями колонны НКТ диаметром 102 мм по обрабатываемому интервалу эксплуатационной колонны диаметром 146 мм, с поэтапным увеличением создаваемого давления от 0 до 13 МПа формируют продольные вертикальные щели, расположенные в эксплуатационной колонне напротив друг друга на разных высотных отметках. Истечением струй сырой нефти из гидромониторных насадок перфоратора под давлением 13 МПа образуют в цементном камне и прилегающей горной породе ПЗП фильтрационные каналы глубиной 1,0 м. После завершения гидромеханической щелевой перфорации осуществляют промывку скважины соляной кислотой 12 %-ной концентрации. Далее через образованные вертикальные трещины проводят кислотный ГРП на загущенной с помощью КМЦ глинокислоте из смеси соляной кислоты 12 %-ной концентрации и фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации без применения проппанта в качестве расклинивающего материала. Затем после завершения кислотного ГРП и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва соляной кислотой 12 %-ной концентрации с разрушением загустителя - карбоксиметилцеллюлозы. После этого скважину промывают сырой нефтью и оставляют на технологическую выстойку на 24 ч. Скважину осваивают с оставлением спущенного при ГРП пакере марки ПРО-ЯДЖ и циркуляционном клапане марки ЦК 102x70.

Пример 3. В скважину спускают гидромеханический щелевой перфоратор фирмы ООО «Комплекс» (г. Екатеринбург) и возвратно-поступательными движениями колонны НКТ диаметром 89 мм по обрабатываемому интервалу эксплуатационной колонны диаметром 140 мм с поэтапным увеличением создаваемого давления от 0 до 10 МПа формируют продольные вертикальные щели, расположенные в эксплуатационной колонне напротив друг друга на разных высотных отметках. Истечением струй дизельного топлива из гидромониторных насадок перфоратора под давлением 10 МПа образуют в цементном камне и прилегающей горной породе ПЗП фильтрационные каналы глубиной 0,5 м. После завершения гидромеханической щелевой перфорации осуществляют промывку скважины соляной кислотой 12 %-ной концентрации. Далее через образованные вертикальные трещины проводят кислотный ГРП на загущенной с помощью КМЦ глинокислоте из смеси соляной кислоты 12 %-ной концентрации и фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации без проппанта в качестве расклинивающего материала. Затем после завершения кислотного ГРП и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва соляной кислотой 12 %-ной концентрации с разрушением загустителя -карбоксиметилцеллюлозы. После этого скважину промывают дизельным топливом и оставляют на технологическую выстойку на 24 ч. Скважину осваивают с оставлением спущенного при ГРП пакере марки ПРО-ЯМОГ и циркуляционном клапане марки ЦК 89x70.

Особенностью предлагаемого кислотного продольно-щелевого ГРП является то, что он проводится после образования в эксплуатационной колонне, цементном камне и прилегающей горной породе ПЗП продольных щелей и продольных фильтрационных каналов по всей толщине продуктивного пласта от кровли до подошвы на загущенной глинокислоте без применения проппанта в качестве расклинивающего материала, тем самым обеспечивается увеличение площади и глубины вскрытия продуктивного пласта при устранении условий набухания глин, содержащихся в этом коллекторе, и снижении стоимости ремонта скважин за счет исключения применения дорогостоящего проппанта в качестве расклинивающего материала и последующего удаления остатков проппанта, не вошедших в трещину разрыва и, порою, перекрывающих ствол скважины до 100 м и более.

Способ кислотного продольно-щелевого гидравлического разрыва низкопроницаемого терригенного коллектора, при котором во внутреннюю полость эксплуатационной колонны спускают гидромеханический щелевой перфоратор, прорезают с помощью вертикально перемещающихся дисков-фрез гидромеханического щелевого перфоратора стенки эксплуатационной колонны с образованием двух продольных щелей, расположенных напротив друг друга на разных высотных отметках, в интервале от подошвы до кровли продуктивного пласта, закачивают через гидромониторные насадки гидромеханического щелевого перфоратора технологическую жидкость на углеводородной основе и промывают через продольные щели в эксплуатационной колонне посредством технологической жидкости на углеводородной основе, истекающей под давлением, величиной, не превышающей давление гидроразрыва пласта, с образованием фильтрационных каналов в цементном камне за эксплуатационной колонной и окружающей горной породе призабойной зоны пласта, проходящих в глубину продуктивного пласта, после образования фильтрационных каналов из скважины извлекают гидромеханический щелевой перфоратор и в скважину на колонне насосно-компрессорных труб спускают подземное внутрискважинное оборудование, состоящее из пакера высокого давления и циркуляционного клапана, далее запакеровывают пакер над кровлей продуктивного пласта и промывают фильтрационные каналы соляной кислотой 12 %-ной концентрации с продавливанием в глубину продуктивного пласта технологической жидкости на углеводородной основе, ранее закачанной в скважину, после этого заполняют подпакерное пространство скважины загущенной глинокислотой, состоящей из соляной кислоты 12 %-ной концентрации, фтористоводородной кислоты 3 %-ной концентрации и загустителя - карбоксиметилцеллюлозы, продавливают ее в глубину пласта в качестве жидкости разрыва и расклинивающего материала с образованием трещины разрыва, затем после завершения кислотного гидравлического разрыва и закрепления трещины разрыва промывают трещину разрыва соляной кислотой 12 %-ной концентрации с разрушением загустителя - карбоксиметилцеллюлозы, далее промывают надпакерное пространство скважины созданием циркуляции в затрубном и трубном пространствах с помощью циркуляционного клапана и осуществляют вызов притока из продуктивного пласта методом снижения противодавления, и после освоения скважину вводят в эксплуатацию с оставлением в скважине спущенного в процессе гидравлического разрыва подземного внутрискважинного оборудования.