СПОСОБ ОБРАБОТКИ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/16 E21B43/02 

Изобретение относится к технологии скважинной добычи углеводородного сырья и направлено на повышение приемистости нагнетательных скважин, используемых для поддержания пластового давления в добывающих скважинах месторождения.

Известен способ обработки нагнетательных скважин путем очистки призабойных зон пласта (ПЗП) для повышения приемистости скважин (см. заявку РФ 2000108427, Е 21 В 43/22, 2001 [1]). Известный способ включает выделение групп низкоприемистых нагнетательных скважин с низкопроницаемой призабойной зоной коллекторов и высокоприемистых нагнетательных скважин с высокопроницаемой призабойной зоной коллекторов в единой гидродинамической системе. При работе кустовой насосной станции манипулируют задвижками водоводов, выдерживают паузы в течение одних-трех суток при закрытых высокоприемистых и открытых низкоприемистых скважинах. Создают перепад давления регулировкой выкидной задвижкой. Открывают высокоприемистые скважины, создают депрессию в единой гидродинамической системе. Происходит падение давления на устье низкоприемистых скважин и отлив жидкости из низкопроницаемых коллекторов в высокопроницаемые коллекторы через высокоприемистые скважины. Осуществляют возврат в первоначальный режим работы кустовой насосной станции. Фиксируют параметры работы станции. По величине изменения параметров выдают заключение об эффективности очистки.

Недостатком известного способа является необходимость больших временных затрат на его осуществление и низкая эффективность.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта и регулирования проницаемости водонефтенасыщенного коллектора для повышения приемистости водонагнетательных скважин (см. патент РФ 2166621, Е 21 В 43/22, 2001 [2]). Способ осуществляется путем нагнетания химических реагентов в призабойную зону нагнетательных скважин с последующей технологической паузой. Недостатком известного способа является ограниченность его применения и длительность осуществления.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является способ обработки нагнетательной скважины для повышения ее приемистости (см. заявку РФ 92001969, Е 21 В 43/27, 1994 [3]). В известном способе увеличение приемистости нагнетательных скважин и расширение зоны ее воздействия на разрабатываемый пласт достигается тем, что создают депрессию на ПЗП, удаляют загрязнения и кольматирующие вещества, нагнетают в ПЗП высокотемпературную смесь водяного пара с газом, с помощью которой растворяют, расплавляют и прокачивают кольматирующие вещества и инфильтрат в глубь пласта на расстояние, при которой не проявляется их закупоривающее действие, после чего закачивают рабочий агент.

Недостатком известного способа является сложность его осуществления, поскольку требуется прокачивать в ПЗП смесь с высокой температурой, и малая эффективность, обусловленная тем, что кольматирующие вещества остаются в пласте, снижая его проницаемость.

Заявленный способ обработки нагнетательной скважины направлен на упрощение технологии и обеспечение эффективности повышения приемистости.

Указанный результат достигается тем, что способ обработки нагнетательной скважины включает отбор образцов породы из коллектора, моделирование на них условий сжатия породы при изменении величины депрессии для различных вариантов конструкции забоя, определение типа конструкции забоя и величины депрессии, необходимых для изменения структуры породы, приводящего к повышению ее проницаемости, создание установленной конструкции забоя, депрессии на пласт, не менее установленной, и ее поддержание до перевода скважины в режим нагнетания.

Указанный результат достигается также тем, что величину депрессии, не менее установленной, поддерживают до повышения дебита флюида.

Указанный результат достигается также тем, что величину депрессии, не менее установленной, поддерживают до прекращения повышения дебита флюида.

Действительно, путем моделирования в лабораторных условиях определяется требуемая оптимальная конструкция забоя и значение депрессии на нем, которое обеспечит повышение проницаемости породы в призабойной зоне пласта. При этом, в общем случае, поддержание установленного значения депрессии может осуществляться в течение времени, выбираемого в разумных пределах, с тем, чтобы обеспечить увеличение проницаемости в призабойной зоне пласта для увеличения приемистости скважины и не выполнять этот технологический прием неоправданно долго. Поэтому, в одном из частных случаев реализации предполагается, что достаточно поддерживать величину депрессии, не менее установленной, до повышения дебита флюида, поскольку это свидетельствует о том, что проницаемость породы в ПЗП уже повысилась и поддержание депрессии можно прекращать. Для достижения же максимального эффекта целесообразно поддерживать депрессию на пласт, не менее установленной в модельных опытах, до тех пор, пока повышение дебита не прекратится, что будет свидетельствовать о том, что все возможные структурные изменения в породе в ПЗП, приводящие к повышению проницаемости грунта, произошли и дальнейшего изменения не ожидается.

Таким образом, предлагаемая технология позволяет отказаться от метода проб и ошибок, а целенаправленно, применительно к конкретной скважине или кусту создавать ту конструкцию забоя и ту необходимую для этой конструкции депрессию на пласт, которая повысит проницаемость породы в призабойной зоне.

Сущность заявляемого способа обработки нагнетательных скважин поясняется примерами реализации.

Пример 1. В общем случае способ реализуется следующим образом. Из кернового материала скважины, подлежащей обработке или ближайшей к ней, отбирают образцы породы коллектора, из которых изготавливают образцы для моделирования в виде кубиков с ребром 40 мм или 50 мм в зависимости от диаметра используемого керноотборника.

Моделирование осуществляют с помощью испытательного стенда (ИСТНН), позволяющего создавать независимое трехосное нагружение образцов породы, и таким образом полностью воспроизводить на образце те механические напряжения, которые действуют на породу в призабойной зоне при различных конструкциях забоя и различных депрессиях на пласт. При этом в течение всего процесса нагружения измеряются деформации и проницаемость образца. Проницаемость определяется путем продувки воздуха через противоположные грани образца, благодаря имеющимся в двух противоположных нажимных плитах ИСТНН отверстиям. Проницаемость рассчитывается по величине дебита воздуха. Порода при некоторых условиях нагружения, соответствующих определенной конструкции забоя и определенной величине депрессии, может начать интенсивно неупруго деформироваться, растрескиваться, разрыхляться, что может сопровождаться резким необратимым повышением проницаемости. Эти условия затем реализуются на скважине выбором соответствующей конструкции забоя и созданием депрессии определенной величины, благодаря чему повышается проницаемость ПЗП и приемистость скважины.

При этом в зависимости от конкретных условий данного месторождения, возможностей нефтедобывающего предприятия, условий реализации способа, выбранное значение депрессии поддерживают в течение времени либо до повышения дебита флюида, либо до прекращения его повышения.

Пример 2. Из скважины 336 Сибирского месторождения ЗАО "Лукойл-Пермь" был извлечен керновый материал из коллектора с глубины 2318-2334 м диаметром 60 мм. Из кернового материала были изготовлены образцы для модельных испытаний в виде кубиков с ребром 40 мм.

На испытательном стенде ИСТНН кубики подвергались сжатию, которое моделировало условия на стенке скважины в открытом стволе при различных депрессиях. Испытания показали, что даже при максимально возможной депрессии (полное осушение скважины) не происходило структурных изменений в образцах породы и проницаемость кубиков практически не возрастала. Отсюда можно сделать вывод, что увеличение депрессии на данной скважине в случае ее обустройства с открытым стволом не приведет к повышению приемистости.

Затем при испытаниях моделировались условия сжатия породы в окрестности перфорационного отверстия в открытом стволе скважины в виде цилиндра со сферическим окончанием. Так же как и в предыдущем случае, моделировалось изменение величины депрессии до максимально возможной. При этом было установлено, что во время проведения эксперимента проницаемость исследуемых образцов практически не увеличивалась. Вывод - увеличение депрессии на данной скважине в случае перфорации открытого ствола не приведет к повышению приемистости.

Далее эксперимент осуществляли как описано выше, но моделировались условия сжатия породы в окрестности горизонтальной щели, прорезанной в открытом стволе скважины. Было установлено, что при сжатии образцов, соответствующем депрессии 120 атм, произошла интенсивная деформация образца, повлекшая резкое необратимое увеличение его проницаемости. В соответствии с результатами испытаний на соседней со скважиной 336 скважине 310, построенной с открытым стволом в продуктивной толще, на глубине 2322 м в открытом стволе была вырезана горизонтальная щель. Затем в скважину был спущен струйный насос и с его помощью на забое скважины создана депрессия 120 атм, которая поддерживалась в течение 3 ч. В процессе поддержания депрессии происходило увеличение притока из скважины. По истечении 3 ч увеличение притока прекратилось, что может свидетельствовать, что все возможные структурные изменения в призабойной зоне, связанные с увеличением проницаемости, произошли.

После этого скважина была переведена в режим нагнетания по стандартной процедуре.

В результате производства указанных операций приемистость скважины возросла с 10 до 200 м³/сут.

Пример 3. Способ осуществлялся на скважине 337, отстоящей от скважины 310 на расстоянии 500 м по технологии, описанной в примере 2, за исключением того, что выбранное значение депрессии 120 атм поддерживалось бригадой капитального ремонта скважин в течение 15 мин с момента повышения дебита флюида, после чего, не дожидаясь прекращения его повышения, скважину перевели в нагнетательный режим. В результате проведения указанных операций приемистость скважины возросла с 10 до 120 м³/сут.

Изобретение относится к технологии скважинной добычи углеводородного сырья и направлено на повышение приемистости нагнетательных скважин, используемых для поддержания пластового давления в добывающих скважинах месторождения. Обеспечивает упрощение технологии и эффективность повышения приемистости скважины. Сущность изобретения: способ включает отбор образцов породы из продуктивной толщи нагнетательной скважины или ближайшей к ней скважины. На отобранных образцах породы моделируют условия сжатия породы, которые действуют в призабойной зоне при различных конструкциях забоя скважины и различных депрессиях в скважине. Воспроизводят напряжения, при которых происходят деформирование с растрескиванием, разрыхлением образцов породы и необратимым повышением их проницаемости. Определяют конструкции забоя нагнетательной скважины с перфорационными отверстиями или горизонтальной щелью в открытом стволе. Создают установленную конструкцию забоя скважины. На забое скважины создают депрессию не менее установленной по данным моделирования образцов породы. Эту депрессию поддерживают до перевода скважины в режим нагнетания. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки нагнетательной скважины, включающий отбор образцов породы из продуктивной толщи нагнетательной скважины или ближайшей к ней скважины, моделирование на отобранных образцах породы условий сжатия породы, которые действуют в призабойной зоне при различных конструкциях забоя скважины и различных депрессиях в скважине с воспроизведением напряжений, при которых происходят деформирование с растрескиванием, разрыхлением образцов породы и необратимым повышением их проницаемости, определение конструкции забоя нагнетательной скважины с перфорационными отверстиями или горизонтальной щелью в открытом стволе, создание установленной конструкции забоя скважины и создание на забое скважины депрессии, не менее установленной по данным моделирования образцов породы, с ее поддержанием до перевода скважины в режим нагнетания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину депрессии, не менее установленной, поддерживают до повышения дебита флюида. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину депрессии, не менее установленной, поддерживают до прекращения повышения дебита флюида.