СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 1997 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи в осложненных условиях разработки месторождений в частности, при обработке прискважинной зоны пласта вертикальных, наклонных, наклонно-горизонтальных скважин, а также скважин со вторым стволом.

Известны способы интенсификации добычи нефти путем волнового воздействия упругими колебаниями на прискважинную зону пласта (патент США, N 2437456, кл. 166-90, опубл. 1948, патент США, N 4164978, кл, 166-294, опубл. 1978).

Недостатком известных технических решений является их низкая эффективность волнового воздействия.

Ближайшим техническим решением является способ разработки залежи нефти, включающий создание трещин в пласте и волновое воздействие упругими колебаниями, (Гадиев С. М. Использование вибрации в добыче нефти, М. Недра, 1977).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность передачи упругих колебаний в пласте вследствии несогласованности частоты колебаний, создаваемых источником в скважине, с частотой гидравлических колебаний в системе "пласт-трещина".

Цель технического решения повышение эффективности способа при увеличении глубины резонансного проникновения волн в обрабатываемый пласт за счет увеличения эффективного радиуса источника.

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем создание трещин в пласте и последующее воздействие упругими колебаниями, определяют глубины и раскрытие естественных и/или специально созданных разрывом пласта трещин или каналов, их количество в интервале перфорации, проводят исследования свойств скважинной жидкости, определяют ее плотность, сжимаемость, размещают в интервале перфорации генератор упругих колебаний, а воздействие колебаниями осуществляют с резонансной частотой, вычисляемой по совокупности определенных параметров в зависимости от диаметра скважины, ее глубины, глубины установки пакера.

Эффективность обработки возрастает как из-за улучшения пространственно-энергетического распределения поля упругих колебаний в пласте, так и из-за улучшения фильтрационных характеристик призабойной зоны, связанного с новым характером излучения колебательной энергии возникновением резонансных интенсивных пульсаций расхода в каналах или трещинах.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Добывающую или нагнетательную скважину, выбранную для проведения обработки по предлагаемому способу, промывают с шаблонированием, затем в интервал перфорации в соответствии с выбранным способом создания каналов или трещин в призабойной зоне, спускают забойное устройство и осуществляют разрыв пласта. По предварительно собранным данным об упруго-механических и других свойствах коллектора, и скважинной жидкости оценивают параметры образованных трещин. По совокупности определенных параметров призабойной зоны, скважинной жидкости и по характеристикам скважины вычисляют резонансную частоту возбуждения колебаний на забое скважины.

Генератор спускают на колонне насосно-компрессорных труб на необходимую глубину и приступают к обработке скважины упругими колебаниями. Продолжительность обработки для конкретного типа пласта определяют по результатам предварительных опытов.

Способ может осуществляться и без предварительного разрыва пласта или без предварительного образования специальных каналов в призабойной зоне. Тогда при расчете резонансной частоты используют известные данные о значениях параметров естественных трещин коллектора ПСЗП или же используются характеристики существующих перфорационных каналов скважины.

Воздействие на ПСЗП упругими колебаниями, частота которых определяется параметрами предварительно выполненных или естественных каналов или трещин, имеющих гидравлическую связь со скважиной, а также свойствами скважинной жидкости и характеристиками скважины, позволяет значительно улучшить фильтрационные свойства ПСЗП, выровнять профиль притока или профиль приемистости по интервалу перфорации, включить в разработку неработающие пропластки.

Способ относится к разряду экологически чистых мероприятий.

Пример выполнения способа на Уршакском месторождении Республики Башкортостан.

Выбранная для обработки нагнетательная скважина пробурена в бийский горизонт со следующими характеристиками:
Пластовое давление 20,0 МПа,
Проницаемость коллектора 57 миллиДарси,
Пористость 12%
Толщина пласта 5,0 м,
Плотность пластовой воды 1159 кг/м³
После промывки и шаблонирования в интервал перфорации спускают забойное устройство, например, пороховой генератор давления бескорпусной (ПГДБК-100). Извлекают кабель, определяют значение давления и приступают к оценке параметров образованных трещин. Исходя из допущения, что основная часть энергии импульса, создаваемого при сгорании ПГДБК, затрачивается на создание одной вертикальной трещины, можно определить длину трещины, используя модифицированную формулу Желтова Ю.П. (Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти /Под ред. Ш.К. Гиматудинова. М. Недра). При этом если длина первоначально образовавшейся трещины в большинстве случаев, составляет 10 м (экспериментальные данные), то длина остаточной трещины будет определяться формулой:

где
E₁, E₂ модули Юнга до и после воздействия, МПа;
g_∞ боковое горное давление, МПа;
P давление, создаваемое МГДБК, МПа;
Суммарное поперечное сечение (раскрытие) определяют по формуле:

где
N плотность перфорации, отв/м;
δ диаметр перфорированного отверстия, м;
h значение перфорированной толщины пласта, м;
Коэффициент сжимаемости воды примем равным 0,45 1/ГПа. Модуль Юнга породы составляет 40,0 ГПа. В большинстве случаев после воздействия ПГДБК модуль Юнга возрастает в два раза. Боковое давление принимается равным 184 МПа. Скважина имеет глубину 2330 м, интервал перфорации 2320-2325 м. Глубина установки пакера 2320 м. Плотность перфорации составляет 18 отв./м. Диаметр перфорационных отверстий по результатам фотографирования 0,005 м. Диаметр эксплуатационной колонны 0,13 м. Приемистость скважины не более 5 м³/сут.

В результате сгорания в интервале перфорации скважины порохового генератора давления в скважине было достигнуто давление 47,0 МПа. В результате в ПСЗП образовалась несмыкающаяся радиальная трещина с длиной 3,12 м и раскрытием 0,00058 м².

Резонансная частота возбуждения колебаний на забое скважины, определенная с учетом полученных параметров составила 8,5 ГЦ.

В качестве генератора упругих колебаний используется гидравлический скважинный генератор конструкции "АРМС-МЕДИТ", позволяющий генерировать высокоамплитудные колебания давления в диапазоне 1-200 Гц, с регулировкой частоты и точной предварительной настройкой на заданную частоту, при расходе рабочей жидкости 3-5 дм³/с.

Генератор присоединяются к хвостовой части колонны НКТ.

На расстоянии 3,0 м и выше вибратора устанавливают пакер типа ПД-Г. Спускают генератор на колонне НКТ на глубину 2323 м. Выполняют операцию по установке пакера в скважине. Устанавливают устьевую арматуру, типа АНЛ и обвязывают ее с насосным агрегатом типа ЦА-320. Включают агрегат и с прокачкой жидкости (пластовая вода) по НКТ через генератор осуществляют воздействие упругими колебаниями в течение 2-х ч с частотой 8-10 Гц.

Через неделю после окончания вибровоздействия и извлечения подземного оборудования (генератора) и пуска скважины под закачку была замерена ее приемистость и оценен профиль приемистости. Приемистость основания составили 120 м³/сут при давлении нагнетания 13,0 МПа.

Использование: Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи в осложненных условиях разработки месторождений, в частности при обработке прискважинной зоны пласта вертикальных, наклонных, наклонно-горизонтальных скважин, а также скважин с вторым стволом. Сущность изобретения: осуществляют воздействие колебаниями и создают каналы или трещины в призабойной зоне. Определяют глубины, раскрытие и количество созданных или уже существующих в призабойной зоне трещин или каналов, имеющих гидравлическую связь со скважиной. Проводят исследования свойств скважинной жидкости. Определяют ее плотность сжимаемость, Воздействие упругими колебаниями осуществляют в интервале перфорации с резонансной частотой, вычисляемой по совокупности вышеопределенных параметров в зависимости от глубины установки пакера, диаметра скважины и ее глубины, Использование изобретения увеличивает глубину резонансного проникновения волн в обрабатываемый пласт за счет увеличения эффективного радиуса источника. Эффективного радиуса источника. Эффективность обработки возрастает как из-за улучшения пространственно-энергетического распределения поля упругих колебаний, в пласте, так и из-за улучшения фильтрационных характеристик призабойной зоны, связанного с новым характером излучения колебательной энергии - возникновением резонансных интенсивных пульсаций расхода в каналах или в трещинах.

Способ обработки прискважинной зоны пласта, включающий воздействие упругими колебаниями и создание каналов или трещин, отличающийся тем, что перед волновым воздействием определяют глубину, раскрытие и количество предварительно созданных или уже существующих в призабойной зоне трещин или каналов, имеющих гидравлическую связь со скважиной, проводят исследования свойств скважинной жидкости, определяют ее плотность и сжимаемость, а воздействие упругими колебаниями осуществляют в интервале перфорации с резонансной частотой, вычисляемой по совокупности вышеопределенных параметров в зависимости от диаметра скважины, ее глубины и глубины установки пакера.