СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 2000 года по МПК E21B43/117 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при перфорации новых и реперфорации существующих нефтяных и газовых скважин.

Известен способ заканчивания скважины, включающий установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и химического реагента (1).

Известный способ позволяет повысить продуктивность нефтяных и газовых скважин при одновременном обеспечении их сохранности и снижении затрат времени на заканчивание скважин. Однако в ряде случаев, особенно в условиях карбонатного коллектора, эффективность способа оказывается недостаточной для достижения проектного дебита скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ заканчивания скважины, включающий установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, и химического реагента с организацией перемещения в перфорационный канал химического реагента после поступления газа (2).

Известный способ приводит к недостаточно высокой продуктивности нефтяных и газовых скважин.

В изобретении решается задача повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин за счет значительного прироста площади поверхности фильтрации перфорационных каналов и их гидрофобизации.

Задача решается тем, что в способе заканчивания скважины, включающем установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и химического реагента с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорационного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, с перемещением химического реагента в перфорационный канал, который организуют после поступления газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, согласно изобретению в качестве химического реагента используют состав в виде:
Углеводородный компонент - 30 - 50%
Раствор окисленного петролатума в дизтопливе - 3 - 4%
Эмультал - 0,5 - 1%
Водный раствор солей - 45 - 65%
Сущность изобретения
При вскрытии продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах существует проблема увеличения площади поверхности фильтрации и повышения или сохранения на естественном уровне проницаемости пласта в зоне перфорационных каналов. В предложенном способе решается задача повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин за счет значительного прироста площади поверхности фильтрации перфорационных каналов и их гидрофобизации. Задача решается следующей совокупностью операций.

Производят установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом. При этом образуется перфорационный канал в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте. Происходит перемещение в перфорационный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда. Затем происходит перемещение в перфорационный канал химического реагента. В качестве химического реагента используют гидрофобно-эмульсионный раствор следующего состава, масс.%:
Углеводородный компонент - 30 - 50
Раствор окисленного петролатума в дизтопливе - 3 - 4
Эмультал - 0,5 - 1
Водный раствор солей - 45 - 65
Инициирование газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом позволяет совместить во времени и в пространстве несколько технологических операций:
- пробивание перфорационного отверстия в обсадной колонне, цементном камне и продуктивном пласте,
- газоэрозионную прочистку формируемого канала с уносом поверхностного уплотненного кумулятивной струей слоя с его стенок;
- разрыв продуктивного пласта в зоне перфорационного канала с обширным трещинообразованием;
- введение в перфорационный канал и в зону разрыва пласта химических реагентов.

Формирование канала происходит в два этапа. Сначала с помощью кумулятивной струи получают обычный перфорационный канал, а затем происходит его увеличение и растрескивание стенок в результате газоэрозионного и компрессионного воздействия струи продуктов горения твердого топлива. Это значительно увеличивает объем (в 3-4 раза) перфорационного канала и, следовательно, площадь его стенок. Кроме того, дополнительный существенный прирост площади поверхности фильтрации происходит в результате интенсивного трещинообразования в стенках канала и прискважинной зоне пласта.

Инициирование газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом позволяет соединить кумулятивную струю и газ, образующийся при сгорании газогенерирующего заряда, в единый поток. Это позволяет избежать контакта формируемой поверхности фильтрации со скважинной жидкостью, способной существенно понизить ее проницаемость, на всех стадиях вторичного вскрытия продуктивного пласта вплоть до момента начала извлечения флюида в случае, когда давление в скважине не превышает пластового давления (режим депрессии). Таким образом, проницаемость формируемой поверхности фильтрации сохраняется на уровне, близком к естественному.

За газогенерирующим зарядом в перфорационное отверстие поступает химический реагент. Химический реагент в виде гидрофобно-эмульсионного раствора создает преграду для проникновения водных растворов и препятствует проникновению загрязнений из скважины в призабойную зону при перфорации. При фильтрации пластовых флюидов в скважину создается препятствие для прохождения воды и облегчается прохождение нефти. В качестве гидрофобно-эмульсионного раствора используют обращенную эмульсию типа "вода в масле". Состав гидрофобно-эмульсионного раствора включает, масс.%: дисперсионная среда (углеводородный компонент) - 30 - 50, раствор окисленного петролатума в дизтопливе - 3 - 4, эмультал - 0,5 - 1,0, дисперсионная фаза (водный раствор солей) - 45 - 65.

Данный состав в весьма узком количественном диапазоне компонентов обладает высокой устойчивостью к действию значительных ударных воздействий, возникающих при перфорации данного вида. Кроме того, состав обладает повышенной термостойкостью в условиях ударных нагрузок.

Пример конкретного выполнения способа.

Проводят заканчивание нефтедобывающей скважины, вскрывшей нефтяной пласт с карбонатным коллектором. Для реализации предлагаемого способа используют устройство, представленное на чертеже.

Устройство содержит заряд 1 бризантного взрывчатого вещества с кумулятивной облицованной металлом 2 выемкой, оболочку 3, средство инициирования 4, газогенерирующий заряд 5 из твердого топлива и кольцевую стеклянную ампулу 6, заполненную гидрофобно-эмульсионным раствором 7. Заряд 5 и кольцевая стеклянная ампула 6 выполнены с отверстием 8 по оси для формирования и прохождения кумулятивной струи. Заряд 5 расположен непосредственно у основания кумулятивного заряда 1 и воспламеняется в результате воздействия продуктов детонации бризантного взрывчатого вещества. Устройство установлено в обсадную колонну 9 с цементным кольцом 10.

Устройство работает следующим образом.

В обсадную колонну 9 с цементным кольцом 10 устанавливают оболочку 3 с кумулятивным зарядом 1, газогенерирующим зарядом 5 из твердого топлива, например пороха, и кольцевой стеклянной ампулой 6, заполненной гидрофобно-эмульсионным раствором 7. Производят инициирование кумулятивного заряда 1 подачей напряжения по кабелю (не показан) на средство инициирования 4. При срабатывании кумулятивного заряда 1 под действием кумулятивной облицованной металлом 2 выемки происходит формирование кумулятивной струи, проходящей через отверстие 8, частично разрушающей оболочку 3, обсадную колонну 9, цементное кольцо 10 и пространство за цементным кольцом 10. Образуется перфорационный канал. В результате воздействия продуктов взрыва кумулятивного заряда 1 происходит воспламенение газогенерирующего заряда 5. Образовавшиеся газы вместе с неуспевшей сгореть частью газогенерирующего заряда 5 выбрасываются в канал, сформированный ударом кумулятивной струи. Оболочка 3 при этом способствует направленному выбрасыванию вещества газогенерирующего заряда 5, создавая инертный (и частично прочностной) подпор для продуктов взрыва и горения. В результате термического, газоэрозионного и компрессионного воздействия продуктов сгорания газогенерирующего заряда 5, образующихся внутри оболочки 3 и внутри перфорационного канала, происходит интенсивный унос поверхностного уплотненного загрязненного слоя со стенок канала, его прочистка и расширение с растрескиванием окружающей породы. В канале длительное время (по сравнению со временем воздействия кумулятивной струи) поддерживается высокое давление, что приводит к образованию протяженных трещин в слагающих породах в зоне перфорации. Образующаяся при перфорации поверхность фильтрации состоит из поверхности стенок перфорационного канала и поверхности стенок трещин в окружающей породе. В результате срабатывания газогенерирующего заряда 5 разрушается кольцевая стеклянная амплуа 6, заполненная гидрофобно-эмульсионным раствором 7. Гидрофобно-эмульсионный раствор 7 объемом 30 см³ увлекается в перфорационный канал остатками газов газогенерирующего заряда 5 и взаимодействует с породой пласта. В результате повышается гидрофобность поверхности фильтрации, предотвращается закупорка пор и увеличиваются проходные сечения трещин в зону перфорации.

Техническим результатом заявляемого способа является:
- больший объем перфорационных каналов и, следовательно, большая площадь поверхности фильтрации при сохранении ее проницаемости, близкой к естественной;
- относительная простота и быстродействие способа, позволяющие одновременно получить перфорационный канал и произвести мероприятия по повышению продуктивности скважины (в 2-3 раза);
- стабилизация продуктивных параметров зоны перфорации, обеспечение поддержания продуктивности на высоком уровне в течение более длительного времени.

Источники информации
1. Патент РФ N 2119045, кл. E 21 B 43/117, опублик. 1998 г.

2. Патент РФ N 2138623, кл. E 21 B 43/117, опублик. 27.09.1999 г. - прототип.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов в нефтяных и газовых скважинах, обеспечивает повышение продуктивности нефтяных и газовых скважин. При заканчивании скважины производят установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда и химического реагента. Инициируют газогенерирующий заряд кумулятивным зарядом. Выполняют перфорационный канал в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте. Перемещают в перфорационный канал газ, образующийся при сгорании газогенерирующего заряда, а затем химический реагент. Химический реагент используют в следующем составе: углеводородный компонент 30-50%, раствор окисленного петролатума в дизтопливе 3-4%, эмультал 0,5-1,0%, водный раствор солей 45-65%. 1 ил.

Способ заканчивания скважины, включающий установку в обсадную колонну кумулятивного и газогенерирующего заряда из твердого топлива и химического реагента с последующим инициированием газогенерирующего заряда кумулятивным зарядом, выполнение перфорированного канала в обсадной колонне и окружающем продуктивном пласте и перемещение в перфорированный канал газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, с перемещением химического реагента в перфорационный канал, который организуют после поступления газа, образующегося при сгорании газогенерирующего заряда, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют состав в виде: %:
Углеводородный компонент - 30 - 50
Раствор окисленного петролатума в дизтопливе - 3 - 4
Эмультал - 0,5 - 1,0
Водный раствор солей - 45 - 65