СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2005 года по МПК E21B43/16 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пласта.

Известен способ интенсификации добычи нефти, включающий электроразрядное воздействие на призабойную зону скважины, которое осуществляют циклически с частотой 4-10 Гц в течение 5-15 минут при количестве циклов воздействия не менее трех, и отбор нефти из скважины (патент РФ №2055171, кл. Е 21 В 43/25, опубл. 27.02.96).

Способ предусматривает увеличение производительности скважин за счет разрушения твердых отложений в зоне перфорации, развития существующих трещин, создания новых трещинных каналов и выноса загрязняющих веществ из пор. Однако отложения асфальтенов, смол и парафинов являются вязкоупругими средами и не разрушаются при таком воздействии. Производительность скважин, закольматированных подобными отложениями, не увеличивается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ интенсификации добычи нефти, включающий импульсную обработку призабойной зоны скважины электрическими разрядами электроразрядного устройства, проводимую не менее чем тремя идентичными последовательно реализуемыми циклами, осуществляемыми в режиме воздействие-выдержка, с последующим отбором нефти. При этом предварительно на керновом материале устанавливают эмпирическую зависимость количества импульсов электрических разрядов в цикле на метр пласта от пористости пород, перед импульсной обработкой электрическими разрядами осуществляют закачку реагента в пласт, импульсную обработку призабойной зоны пласта электрическими разрядами проводят в среде реагента на всем интервале пласта при непрерывном перемещении электроразрядного устройства снизу вверх, причем количество импульсов электрических разрядов и скорость перемещения электроразрядного устройства задают исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно эмпирической зависимости, а время выдержки в каждом цикле устанавливают не менее 30 мин (патент РФ №2097546, кл. Е 21 В 43/25, опубл. 27.11.97 - прототип). В качестве реагента используют 0,3% водные растворы многофункциональной композиции поверхностно-активных веществ (ПАВ) типа МЛ.

Недостатком известного способа является то, что применяемые в качестве рабочей среды водные растворы ПАВ даже при удалении отложений в ближней части призабойной зоны пласта не приводят к существенному увеличению фазовой проницаемости по нефти, так как проникновение водного фильтрата в призабойную зону блокирует ее, снижает фазовую проницаемость по нефти и увеличивает фазовую проницаемость по воде. При высоких давлениях ценообразование в водных растворах ПАВ при электроразряде происходит недостаточно интенсивно, поэтому активация ПАВ за счет пенообразования будет недостаточно эффективна для усиления адсорбционных процессов на твердых поверхностях, что не позволит достичь максимальной эффективности воздействия как по глубине охвата пласта, так и по длительности времени эффекта от воздействия. Это приводит к невысокой эффективности способа обработки призабойной зоны скважины.

В изобретении решается задача повышения эффективности обработки призабойной зоны скважины.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны скважины, включающем закачку реагента в пласт, задание количества импульсов электрических разрядов исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно на керновом материале эмпирической зависимости количества импульсов электрических разрядов на метр пласта от пористости пород, импульсную обработку призабойной зоны скважины в среде реагента электрическими разрядами электроразрядного устройства при перемещении устройства снизу вверх, согласно изобретению в качестве реагента используют водонефтяную эмульсию обводненностью не более 30% с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие, а электроразрядное устройство перемещают с периодическими остановками на время обработки электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта.

Признаками изобретения являются:

1. закачка реагента в пласт;

2. задание количества импульсов электрических разрядов исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно на керновом материале эмпирической зависимости количества импульсов электрических разрядов на метр пласта от пористости пород;

3. импульсная обработка призабойной зоны скважины в среде реагента электрическими разрядами электроразрядного устройства при перемещении устройства снизу вверх;

4. использование в качестве реагента водонефтяной эмульсии;

5. то же с обводненностью не более 30%;

6. то же с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие;

7. перемещение электроразрядного устройства с периодическими остановками на время обработки электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-7 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Использование в качестве реагента водонефтяной эмульсии обводненностью не более 30% с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие (пенообразователи), позволяет активировать реагент и усилить адсорбционную способность ПАВ на твердых поверхностях за счет газообразования в среде при электроразряде в результате ее разложения на контакте с высокотемпературным каналом разряда и ценообразования при интенсивном перемешивании гидропотоком газожидкостной среды, что приводит к увеличению его отмывающей и ингибирующей способности, усиливает способность ПАВ к снижению поверхностного натяжения на границе раздела фаз жидкость - твердое тело, способствуя увеличению проникающей фильтрационной способности реагента, и увеличивает зону охвата пласта обработкой.

Обводненность эмульсии не более 30% позволяет создать условия для стабильного формирования канала сквозной проводимости при высоких гидростатических давлениях с минимальными потерями энергии на стадии формирования канала, что способствует повышению эффективности электрического разряда за счет увеличения амплитуды волны давления.

Перемещение электроразрядного устройства с периодическими остановками, на время обработки электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта, позволяет селективно активировать раствор ПАВ в определенном интервале перфорированного участка пласта, за счет газообразования и вспенивания при перемешивании, и направлять его через перфорационные отверстия этого интервала в пласт в течение времени, необходимого для удаления отложений из пор породы в призабойной зоне пласта.

Таким образом, обработка электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта в среде водонефтяной эмульсии с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие, при заданном количестве импульсов, зависящем от пористости породы, позволяет активировать ПАВ и усилить его адсорбцию на поверхности пор и кристаллах парафина, асфальтенов и смол в нефти, находящейся в порах, и за счет этого увеличить глубину охвата пласта воздействием и длительность эффекта воздействия.

Способ осуществляют следующим образом.

Поднимают внутрискважинное оборудование на поверхность. По насосно-компрессорным трубам (НКТ) закачивают в скважину предварительно подготовленный реагент. Реагент готовят следующим образом: в смесительную емкость подают расчетное количество нефти (по объему скважины), а в расчетном количестве воды, например 10% от количества нефти, растворяют ПАВ, в состав которого входят неионогенные составляющие, например 0,3% многофункциональную композицию ПАВ типа НМК-21, и равномерно вводят в нефть.

Из скважины, заполненной указанным реагентом, извлекают НКТ. Геофизическим подъемником на кабель-тросе до уровня нижних перфорационных отверстий опускают электроразрядное устройство, состоящее из зарядного блока, емкостных накопителей, разрядника и электродной системы. Включают электроразрядное устройство. При этом электрическая энергия, накопленная в конденсаторе, выделяется в искровой канал разряда, образованный между электродами, удаленными друг от друга на расстояние, являющееся оптимальным для получения волны давления (волны сжатия) с максимальной амплитудой, но не более 60 мм (для скважин диаметром 127 мм). При этом электроды размещают напротив перфорационных отверстий. При высоковольтном пробое жидкости между электродами формируется плазменный канал, температура в котором достигает до 10⁴ К, поэтому в углеводородной среде, за счет ее разложения на контакте с высокотемпературным каналом, с первых же импульсов начинается газообразование. Молекулы пенообразователя (неионогенных ПАВ) адсорбируются на газовых пузырьках и укрепляют гидратные слои у оболочки пузырька, что приводит к увеличению механической стойкости оболочек пузырьков и препятствует их разрушению при столкновении пузырьков. При наличии в реагенте неионогенных ПАВ, в результате ее перемешивания гидропотоком, следующим за волной сжатия, происходит вспенивание газожидкостной среды. Пузырьки пены сразу попадают через перфорационные отверстия в поры породы вместе с фильтрационным потоком и адсорбируются на поверхности пор, покрытых отложениями. Волна давления на этапе сжатия направляет вспененный реагент в пористую среду, а на этапе разряжения эта жидкость движется в обратном направлении, что при многократном возвратно-поступательном движении раствора стимулирует отмыв отложений, так называемый эффект “стирки”, и способствует увеличению зоны охвата пласта воздействием. Время обработки интервала пласта определяют предварительно по эмпирической зависимости n=f(m) (где n - количество импульсов электрических разрядов в интервале обработки; m - реальная пористость породы пласта), полученной по результатам обработки в лаборатории на установке, моделирующей условия в скважине, на керновом материале, загрязненном отложениями. Например, для воздействия на песчаник, пористость которого составляет 2%, время обработки равно 100 импульсов. За это время обеспечивается удаление отложений из призабойной зоны на глубину не менее 50 см. Адсорбция ПАВ на отмытой от отложений породе препятствует последующему росту кристаллов отложений и прилипанию их к поверхности породы, способствуя увеличению времени эффекта воздействия. Адсорбция ПАВ на породе способствует снижению поверхностного натяжения на границе раздела фаз жидкость - твердое тело (стенки фильтрационных каналов) и увеличивает проникающую фильтрационную способность раствора реагента. Адсорбция ПАВ на кристаллах асфальтенов, смол и парафинов в нефти, находящейся в порах, приводит к разрушению ее структурного каркаса (снижается предельное напряжение сдвига, напряжение сдвига и динамическая вязкость), что способствует увеличению подвижности нефти при фильтрации. При этом интервал обработки, охваченный воздействием (по вертикали), составляет 15 см. После этого электроразрядное устройство перемещают на 15 см вверх (при 20 перфорационных отверстиях на метр пласта) и повторяют обработку аналогично описанному выше. В дальнейшем электроразрядное устройство перемещают с периодическими остановками на время обработки электрическими разрядами, повторяя обработку вплоть до уровня верхних перфорационных отверстий.

Пример конкретного выполнения

Проводят обработку призабойной зоны нефтедобывающей скважины глубиной 2000 м. Скважиной вскрыт продуктивный пласт на глубинах 1980-1985 м. В призабойную зону скважины закачивают реагент - водонефтяную эмульсию, обводненностью не более 20% с добавкой 0,02% смеси поверхностно-активных веществ - реагенты типа НМК-21 в состав которых входят неионогенные составляющие.

В нижнюю часть интервала продуктивного пласта опускают на кабель-тросе электроразрядное устройство типа СКИФ-100. Количество импульсов электрических разрядов задают исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно на керновом материале эмпирической зависимости количества импульсов электрических разрядов на метр пласта от пористости пород. Количество импульсов электрических разрядов на метр пласта равно 180. Проводят импульсную обработку призабойной зоны скважины в среде реагента электрическими разрядами электроразрядного устройства при перемещении устройства снизу вверх со следующим режимом: остановка для обработки на 15 минут через каждые 0,5 метра толщины продуктивного пласта.

Электроразрядное устройство перемещают с периодическими (какими) остановками на время обработки электрическими разрядами (какое) локального участка призабойной зоны пласта толщиной 5 м.

По окончании обработки скважину осваивают. В результате обработки дебит скважины повысился с 4 до 7,7 т/сут.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность обработки призабойной зоны скважины, увеличить ее дебит.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пласта. Обеспечивает повышение эффективности обработки призабойной зоны. Сущность изобретения: при обработке призабойной зоны скважины ведут закачку реагента в пласт. В качестве реагента используют водонефтяную эмульсию обводненностью не более 30% с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие. Задают количество импульсов электрических разрядов исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно на керновом материале эмпирической зависимости количества импульсов электрических разрядов на метр пласта от пористости пород. Проводят импульсную обработку призабойной зоны скважины в среде реагента электрическими разрядами электроразрядного устройства при перемещении устройства снизу вверх. Электроразрядное устройство перемещают с периодическими остановками на время обработки электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта.

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачку реагента в пласт, задание количества импульсов электрических разрядов исходя из реальной пористости пласта с учетом полученной предварительно на керновом материале эмпирической зависимости количества импульсов электрических разрядов на метр пласта от пористости пород, импульсную обработку призабойной зоны скважины в среде реагента электрическими разрядами электроразрядного устройства при перемещении устройства снизу вверх, отличающийся тем, что в качестве реагента используют водонефтяную эмульсию обводненностью не более 30% с добавкой смеси поверхностно-активных веществ, в состав которых входят неионогенные составляющие, а электроразрядное устройство перемещают с периодическими остановками на время обработки электрическими разрядами локального участка призабойной зоны пласта.