СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГОРНЫХ ПОРОД В СКВАЖИНЕ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к области добычи газообразных углеводородов из поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, конкретно к способам возбуждения притоков газообразных флюидов и интенсификации флюидоотдачи газосодержащих пластов с целью получения дополнительных притоков газа и конденсата из пород-коллекторов различных типов и петрофизических свойств, и может быть использовано на стадиях поиска, разведки и эксплуатации месторождений газа и газоконденсата, а также извлечения их из подземных хранилищ.

Известен ряд способов вторичного и третичного воздействия на пласты пород-коллекторов для повышения нефтедобычи заводнение нефтесодержащих пластов, нагнетание в пласт воды с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ), введение углекислого газа, растворенного в воде или в жидком виде, введение в пласт растворов полимеров и т.д. [1]
Недостатком известных способов является их высокая трудоемкость и себестоимость, значительное загрязнение окружающей среды, и, кроме того, эти способы направлены на интенсификацию преимущественно притоков жидких флюидов.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки горных пород в нефтяной скважине акустической энергией для стимуляции притока жидкости.

Способ включает введение в скважину специального устройства и размещение его в зоне добычи флюида напротив участка перфорации эксплуатационной колонны. Акустическая энергия имеет частоту от 5 до 10 кГц, интенсивность облучения составляет 0,2 5 Вт/см² площади скважины. Время воздействия на каждом уровне глубины скважины составляет от 5 до 60 мин [2]
Недостатком прототипа является невозможность его применения для интенсификации притока газообразных флюидов из продуктивных пластов месторождений газа и газоконденсата, что связано с быстрым затуханием акустической волны в газовой среде и, таким образом, отсутствием ее влияния на газосодержащие породы-коллекторы.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа обработки горных пород, позволяющего интенсифицировать процессы возбуждения пластов пород-коллекторов, содержащих газообразные флюиды с увеличением газо и конденсатоизвлечений из коллекторов различных типов и петрофизических свойств.

Эта задача решается предлагаемым способом обработки горных пород в скважине, включающим выделение продуктивных пластов, содержащих газообразные флюиды, с последующим акустическим воздействием (АВ) на них, в котором согласно изобретению перед акустическим воздействием осуществляют закачку в газ- и конденсатсодержащие породы продуктивных пластов гидрофобизирующих насыщающую жидкость до значения репрессии не менее 0,1 МПа, причем интервал времени между окончанием закачки и началом акустического воздействия выбирают от 0,25 до 1 ч, а акустическое воздействие производят в каждом интервале глубины на 0,5 1 м ниже кровли и на 0,5 1 м выше подошвы пласта или газожидкостного контакта (ГЖК).

В предпочтительном варианте в качестве гидрофобизирующей насыщающей жидкости используют метанол. Акустическое воздействие на каждой фиксированной точке рекомендуется осуществлять в зависимости от упруго-деформационных свойств пород (предел упругости и др.) в течение 0,5 2 ч.

Способ осуществляют следующим образом. После выделения в разрезе скважины газ- и конденсатсодержащих интервалов, оценки пластового давления и упругодеформационных свойств горных пород, слагающих рассматриваемые интервалы, в скважину производится заливка жидкого гидрофибизующего флюида, например метанола, жидкости "ДОН-52", до уровня при котором столб жидкого флюида создает репрессию на интересующие пласты пород-коллекторов величиной не менее 0,1 МПа. В этих условиях жидкий флюид производит заполнение эффективных пустот пород-коллекторов околоскважинной области пласта (ООП). При этом метанол, обладая высокой растворимостью в воде, которая в пустотном пространстве газ- и конденсатсодержащих пород присутствует в слабосвязанном, остаточном виде, заполняя сужения пор и поровых каналов, а также в связанном, физически адсорбированном виде на поверхности минеральных зерен (так называемый двойной электрический слой), производит изменение ее концентрации за счет растворения и размещения молекул воды на поверхности эффективных пустот (поровые каналы, поры) и тем самым придает им фобные свойства.

Параллельно с закачкой фобизующего флюида в скважину производится спуск акустической скважинной аппаратуры (например, типа "Приток") до уровня располагающегося ниже кровли продуктивного пласта на 0,5 1 м. Время между началом заливки в скважину фобизирующей жидкости и включением скважинной акустической аппаратуры составляет 0,25 1 ч, что связано с необходимостью полного заполнения жидкостью эффективных пустот пород ООП. Включается скважинная аппаратура. При этом ею производится излучение акустических волн частотой 15 20 кГц, интенсивностью 0,5 2 Вт/см². Время работы скважинной аппаратуры на точке акустического воздействия определяется упругодеформационными свойствами пород -коллекторов и для различных горных пород варьирует от 0,5 до 5 ч. За этот период времени под воздействием акустических волн происходит расформирование зоны кольматации, промытой зоны и зоны проникновения фильтрата ООП.

По истечении времени работы скважинной аппаратуры на первой точке АВ производится ее спуск еще на 1 м, где опять включается аппаратура и производится обработка горных пород ООП акустическим полем. Количество точек АВ на породы-коллекторы определяется эффективной, газ- и конденсатсодержащей мощностью продуктивного пласта и обычно составляет 1 и более точек. Работа по АВ на породы-коллекторы продуктивного пласта завершается не доходя 0,5 1,5 м до газожидкостного контакта или 0,5 1,5 м до подошвы пласта.

Выбор зоны акустического воздействия 0,5 1,5 м ниже кровли и 0,5 1,5 м выше ГЖК или подошвы пласта определяется целью исключения проникновения вод из выше и ниже залегающих толщ в обрабатываемый акустическим полем продуктивный пласт.

С момента начала работы по акустическому воздействию на породы ООП и до их завершения ведется постоянный замер давления на устье скважины, а также при технической возможности ведется оценка количества минеральной примеси в ловушке скважинного трубопровода. Для оценки характера и степени воздействия акустического поля на породы-коллекторы ООП после завершения работ в скважине проводится промысловый комплекс геофизических исследований (ГИС) и газодинамические исследования.

Ниже приведен пример, иллюстрирующий способ, но не ограничивающий его.

Пример. В декабре 1994 г обработке акустическим полем интенсивностью 2 Вт/см², излучаемым скважинной аппаратурой "Приток", были подвергнуты газосодержащие породы-коллелкторы продуктивного паста СД-III Северо -Соленинского газоконденсатного месторождения (Енисей-Хатангская нефтегазоносная область) в скв. N 306, введенной в эксплуатацию в декабре 1984 г. Интервал перфорации колонны скважины по материалам промыслового комплекса геофизических исследований (ГИС-контроль) на начало АВ рассматривается на глубине 2181 2200 м, а глубина спуска насосно-компрессорных труб в скважине оценивалась в 2180 м.

В скв. N 306 продуктивный пласт СД-111 залегает в интервале глубин 2180
2215 м и по материалам ГИС характеризуется неоднородным флюидонасыщением. На начало проведения АВ контакт газ-жидкость в скважине отмечается на глубине 2193 м. Ниже располагается зона пород, содержащих как газоконденсат, так и воду (т.н. переходная зона), а к глубине 2196 м приурочен контакт с пластовыми водами (КВК). За десять лет добычи газа пластовое давление в районе скв. N 306 снизилось более чем в два раза с 20,7 МПа до 8,5 МПа, а дебит газа на штуцере диаметром 14 мм уже составлял 18,2 тыс.м³/сут.

Исходя их характера флюидонасыщения пласт СД-111, обработка пород ООП скважины акустическим полем проводилась сверху вниз в два этапа по фиксированным точкам с интервалом между ними, равным 1 м. Время работы скважинной аппаратуры на точке воздействия составляет 0,5 ч. На первом этапе после заливки в скважину метанола до уровня 2140 м (репрессия на пласт 0,9 МПа) акустическому воздействию подвергались газосодержащие породы ООП, залегающие в интервале глубин 2181 2191 м (10 точек АВ при этом первая точка АВ располагалась на 1 м ниже кровли пласта СД-111, а последняя на 1,5 выше ГЖК), и на втором породы переходной зоны в интервале глубин 2192 2195 м (4 точки АВ при этом первая точка АВ располагалась на контакте ГЖК, а нижняя на 1 м выше КВК).

После проведения 1-го этапа АВ на породы пласта СД-111 давление на устье скважины повысилось на 25% от первоначального с 1,6 до 2,0 МПа, дебит газа увеличился примерно в два раза с 18,2 до 31,4 тыс.м³/сут при диаметре штуцера 14 мм. После проведения 2-го этапа АВ произошел фонтанный выброс жидкости, количественное соотношение между конденсатом и водой в котором не было определено.

Как видно из приведенных данных по обработке пород околоскважинной области пласта СД-111 в скв. N 306 акустическим полем как на первом, так и на втором этапах АВ, происходило улучшения фильтрационных свойств коллекторов ООП и увеличение флюидоизвлечения из пласта.

Способ обработки горных пород в скважине относится к области газообразных углеводородов из поисково -разведочных и эксплуатационных скважин, конкретно к способам возбуждения притоков газообразных флюидов и повышения флюидоотдачи газосодержащих пластов, и может быть использовано на стадиях поиска, разведки и эксплуатации месторождений газа и газоконденсата, а также извлечения их из подземных хранилищ. Сущность способа заключается в выделении продуктивных пластов, содержащих газообразные флюиды, с последующим акустическим воздействием на них, в котором согласно изобретению перед акустическим воздействием осуществляют закачку в газ- и конденсатсодержащие породы продуктивных пластов гидрофобизирующей насыщающей жидкости до значения репрессии не менее 0,1 МПа, причем интервал времени между окончанием закачки и началом акустического воздействия выбирают от 0,25 до 1 ч, а акустическое воздействие производят в каждом интервале глубины на 0,5 - 1 м ниже кровли и на 0,5 - 1,5 м выше подошвы пласта из газожидкостного контакта. В предпочтительном варианте в качестве гидрофобизирующей насыщенной жидкости используют метанол. Желательно акустическое воздействие на каждой фиксированной точке осуществлять в течение 0,5 - 2 ч. Предлагаемый способ позволяет улучшить фильтрационные свойства околоскважинной области пласта и соответственно увеличить флюидоотдачу. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки горных пород в скважине, включающий выделение продуктивных пластов с последующим акустическим воздействием на них, отличающийся тем, что предварительно перед акустическим воздействием осуществляют закачку в газ- и конденсатсодержащие породы продуктивных пластов гидрофобизующую насыщающую жидкость до значения репрессии не менее 0,1 МПа, причем интервал времени между окончанием закачки и началом акустического воздействия выбирают от 0,25 до 1 ч, а акустическое воздействие производят на каждом интервале глубины на 0,5 1 м ниже кровли и на 0,5 1,5 м выше подошвы продуктивного пласта или газожидкостного контакта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизующей насыщающей жидкости пород используют метанол. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что акустическое воздействие на каждой фиксированной точке осуществляют в течение 0,5 2 ч.