СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА СКВАЖИН Российский патент 2005 года по МПК E21B43/18 

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и других скважин и может быть использовано для обработки при забойной зоны пласта с целью повышения ее производительности.

Широко известны химические способы воздействия на призабойную зону пласта с целью интенсификации добычи нефти эксплуатационных скважин и увеличения приемистости нагнетательных скважин как для терригенных, так и для карбонатных пород (SU №1480413, №1756546, №1816035, кл. Е 21 В 43/25; RU №1607481, №1647202, №1648108, №1682542, №2013528, №2054533, №2070964, кл. Е 21 В 43/27).

Положительный результат достигается в основном за счет увеличения площади дренажа, растворения асфальто-смолистых и парафиновых отложений в зоне перфорации, декольматации (разглинизации) и т.д.

При этом восстанавливаются коллекторские свойства призабойной зоны пласта, образуются дополнительные каналы в горной породе, благодаря которым интенсифицируется приток флюида в скважину, увеличивается приемистость нагнетательных скважин.

К недостаткам химических методов обработки призабойной зоны пласта скважин следует отнести тот факт, что в ряде случаев, особенно в коллекторах с низкими значениями проницаемости и пористости горной породы, глубина проникновения химического реагента в призабойную зону пласта является незначительной. Кроме этого, при высокой неоднородности продуктивного пласта по толщине и простиранию химический реагент поглощается в основном хорошо проницаемыми зонами пласта и в малой степени затрагивает свойства плохо проницаемых зон пласта.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта скважин с целью увеличения их производительности, заключающийся в последовательной газо-импульсной обработке интервала зоны перфорации по локальным участкам, причем на каждом локальном участке предварительно производят воздействие импульсами давления с энергией 250-400 кДж и длительностью колебаний ударной волны до их полного затухания, а затем генерируют импульсы с энергией 6-8 кДж и частотой 10-15 Гц (RU №2105874, кл. Е 21 D 43/25, 1996).

Особенностью данного способа является не только возможность регулирования параметрами газо-импульсного воздействия уровня давления на фронте ударной волны, длительности и частоты генерируемых импульсов, а также выбор локальных участков призабойной зоны для газо-импульсного воздействия. Благодаря этому появляется возможность улучшать фильтрационно-емкостные характеристики горной породы в призабойной зоне продуктивного пласта за счет очистки порового пространства от кольматанта и создания сети дополнительных микротрещин в горной породе продуктивного пласта с различными горно-геологическими характеристиками.

К недостаткам данного способа следует отнести неоднозначность получаемых результатов, поскольку не на всех скважинах удается получить желаемый результат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки призабойной зоны пласта скважин, заключающийся в закачке в зону обработки пласта химического реагента с последующим воздействием на призабойную зону пласта газовой смесью в виде последовательных импульсов с величиной давления, в 1,5-2 раза превышающей горное давление (RU №2105875, Е 21 В 43/25, 06.05.96).

Недостатком этого способа является следующее.

При газо-импульсной обработке скважин по данному способу рабочим телом, расклинивающим горную породу либо очищающим поровое пространство продуктивного пласта является жидкость, заполняющая ствол скважины в зоне перфорации. В результате газо-импульсного воздействия она может проникать в призабойную зону пласта на значительную глубину, при этом в зависимости от своих физико-химических свойств, а также от характеристик горной породы в зоне обработки не всегда может оказывать существенное положительное влияния на процесс восстановления фильтрационно-емкостных характеристик горной породы, а следовательно, и на производительность скважин, в частности за счет высокой активности химического реагента может очень быстро протекать реакция взаимодействия реагента с горной породой, соответственно, происходит быстрый расход реагента в порах, каналах и микротрещинах, что приводит, с одной стороны, к недостаточно глубокому его проникновению, а с другой стороны, к нежелательному разрушению в результате этого взаимодействия скелета горной породы в зоне перфорации.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности скважин за счет растворения асфальто-смолистых и парафиновых отложений и декольматации (разглинизации) пор, каналов, микротрещин в зоне перфорации, образования дополнительных каналов и микротрещин в коллекторах как с высокими, так и низкими значениями проницаемости и пористости горной породы, а также увеличения степени охвата мягким химическим воздействием на горную породу продуктивного пласта.

Технический результат достигается тем, что в способе комплексной обработки призабойной зоны пласта, включающем закачку в зону обработки химического реагента и воздействие на призабойную зону пласта высокоэнергетическими газовыми импульсами, согласно изобретению предварительно проводят гидравлическую очистку зоны перфорации продуктивного пласта скважины, после чего осуществляют химическую обработку призабойной зоны продуктивного пласта путем закачивания в зону обработки химического реагента, затем последовательно осуществляют промывку призабойной зоны пласта и высокоэнергетическое газо-импульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины с давлением на фронте ударной волны, равным или превышающим горное давление в зоне обработки.

Технический результат достигается также тем, что в процессе гидравлической очистки зоны перфорации продуктивного пласта скважины используют жидкость, состав и плотность которой обеспечивают удаление и вынос на дневную поверхность из скважины веществ, способствующих загрязнению зоны перфорации.

А также тем, что процесс гидравлической очистки зоны перфорации продуктивного пласта скважины и последующую ее промывку осуществляют посредством закачки либо технологической воды, либо нефтяных эмульсий, либо водных растворов солей.

Технический результат достигается также тем, что химическую обработку призабойной зоны пласта осуществляют закачкой реагента, имеющего кислый рН, создаваемый кислотами или их смесями, или веществами, гидролизующимися в водной среде с образованием кислот.

А также тем, что химическую обработку призабойной зоны пласта осуществляют реагентом, имеющим щелочной рН, создаваемый щелочами или их смесями, или веществами, гидролизующимися в водной среде с образованием щелочей.

А также тем, что реагент для химической обработки призабойной зоны пласта в своем составе содержит ингибитор коррозии.

Технический результат достигается также тем, что реагент для химической обработки содержит ионогенные и/или неионогенные ПАВ.

А также тем, что реагент для химической обработки призабойной зоны пласта содержит вещества, в том числе полимерные, способные в водной среде образовывать гели или растворы с повышенной вязкостью, например Al₂(SO₄)₃, FeCl₃, полиакриламид, производные целлюлозы.

Технический результат достигается также тем, что высокоэнергетическое газо-импульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины осуществляют с давлением на фронте ударной волны, превышающим горное давление в зоне обработки не менее чем в 1,5 раза.

А также тем, что высокоэнергетическое газо-импульсное воздействие осуществляют последовательно на пропластки с нефтегазонасыщенностью и/или с потенциальной нефтегазонасыщенностью в зоне перфорации продуктивного пласта скважины.

А также тем, что высокоэнергетическое газо-импульсное воздействие осуществляют в среде пенообразующей системы.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Для гидравлической очистки зоны перфорации продуктивного пласта скважины в зону обработки закачивают жидкость с реологическими свойствами, обеспечивающими удаление и вынос из скважины на дневную поверхность веществ, загрязняющих зону перфорации скважины. В качестве таких жидкостей используют, например, технологическую воду или нефтяные эмульсии, или водные растворы солей. После гидравлической очистки скважины в призабойную зону закачивают химический реагент, выдерживают в течение 4-36 часов, затем удаляют химический реагент из ствола скважины путем ее промывки, причем для промывки скважины от химического реагента могут быть использованы те же жидкости, что и при первичной гидравлической очистке скважины. После промывки скважины в зону обработки опускают погружной газовый генератор импульсов давления и осуществляют высокоэнергетическое газо-импульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины с давлением на фронте ударной волны, равным или превышающим горное давление в зоне обработки, в среде пенообразующей системы, причем газо-импульсное воздействие проводят последовательно по локальным участкам зоны перфорации, причем локальные участки газо-импульсного воздействия выбираются не только из числа обладающих нефтегазонасыщенностыо, но и из числа участков, обладающих потенциальной нефтегазонасыщенностью.

Промывка призабойной зоны скважины после ее химической обработки обусловлена необходимостью (после растворения асфальто-смолистых и парафиновых отложений на поверхности зоны перфорации, декольматации, что требует достаточно высокой концентрации химического реагента) своевременного удаления из нее химического реагента для предотвращения, в частности, вредного воздействия агрессивных химических реагентов на скелет горной породы в зоне продуктивного пласта, но тем не менее данная промывка не обеспечивает полного удаление из зоны перфорации пласта химического реагента. В частности, химический реагент остается в порах, каналах, микротрещинах коллекторов. Последующее же газо-импульсное воздействие на зону перфорации пласта не только способствует образованию новых каналов и микротрещин в коллекторах как с высокими, так и низкими значениями проницаемости и пористости горной породы, но и увеличению глубины проникновения разбавленного химического реагента, оставшегося в порах, каналах и микротрещинах коллектора после промывки скважины: химический реагент в результате газо-импульсного воздействия за счет его частичного выброса из пор, каналов и микротрещин и последующего засасывания в них жидкости, посредством которой осуществляется газо-импульсное воздействие, становится менее концентрированным, соответственно, менее активным, что обеспечивает хотя и более длительное, но более мягкое его взаимодействие с загрязнителями, кольматантом, горной породой внутри пор, каналов, микротрещин продуктивного пласта. Данное обстоятельство позволяет более эффективно восстанавливать коллекторские свойства призабойной зоны пласта за счет более глубокого проникновения химического реагента в поры, каналы, микротрещины без вредного воздействия химического реагента на призабойную зону продуктивного пласта.

Следует подчеркнуть, что для химической обработки призабойной зоны пласта скважины по изобретению используют известные реагенты и подбор их для химической обработки при забойной зоны скважины осуществляют с учетом характеристик горной породы в призабойной зоне продуктивного пласта, состава отложений в зоне перфорации, состава кольматанта, степени обводненности продукции и т.д. Соответственно, призабойную зону продуктивного пласта обрабатывают кислым, или нейтральным, или щелочным реагентом (используют при этом растворы индивидуальных кислот или щелочей, например HCl, NaOH, или смеси кислот или смеси щелочей, например HCl и плавиковая кислота, NaOH и КОН, или соединения или смеси соединений, которые в водной среде в результате гидролиза или иного взаимодействия дают кислую или щелочную реакцию). Реагент для химической обработки призабойной зоны пласта может включать также известные (функциональные добавки, такие как, например, ионогенные и/или неионогенные ПАВ в качестве коагулянтов, эмульгаторов, пенообразующих компонентов; органические (в том числе спиртовые и углеводородные) составляющие, способствующие растворению ряда органических отложений и загрязнителей зоны перфорации; окислительно-восстановительные системы; вещества, образующие водные коллоидные растворы, препятствующие осаждению нерастворимых солей; гелеобразующие компоненты, в том числе полимерные; ингибиторы коррозии и т.д.

Однако следует отметить, что именно осуществление заявленной последовательности операций при комплексной обработке призабойной зоны пласта (при всех остальных равных условиях) обеспечивает более полное восстановление фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны пласта и, соответственно, производительности скважины, поскольку при заявленной последовательности стадий обработки призабойной зоны увеличиваются степень охвата химическим воздействием горной породы продуктивного пласта и глубина проникновения химического реагента, в том числе за счет образования дополнительных каналов и микротрещин в коллекторах как с высокими, так и низкими значениями проницаемости и пористости горной породы, но без разрушения скелета горной породы.

Заявляемый способ был опробован в феврале 2001 года на ряде скважин Ямашинского месторождения. Следует отметить процесс восстановления коллекторских свойств призабойной зоны скважины с получением более интенсивного притока флюида в скважину и увеличения приемистости нагнетательных скважин.

На всех испытательных скважинах, обработанных заявленным комплексным способом, в 2-4 раза увеличилась их производительность.

С февраля 2001 года успешно эксплуатируется скважина №2526, на призабойную зону которой провели комплексное химическое (с применением соляной кислоты) и газо-импульсное воздействие.

В соответствии с планом проведения работ на скважине проведена гидравлическая очистка скважины, химическая обработка призабойной зоны пласта, промывка скважины и последующее газо-импульсной воздействие на призабойную зону: в интервале глубин 1041.0-1043.2 м. Обработано 5 точек давлением 65.0 МПа импульсами длительностью 0.1 секунды и 6 точек давлением 70.0 МПа импульсами длительностью 0.1 секунды в интервале глубин 1035.0-1040.0 м.

В результате комплексной химической и газо-импульсной обработки дебит по нефти вырос с 1,3 т/сут до 3,3 т/сут.

Использование: изобретение относится к области эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и других скважин и может быть использовано для обработки призабойной зоны пласта с целью повышения ее производительности. Обеспечивает более полное восстановление фильтрационно-емкостных характеристик призабойной зоны пласта и, соответственно, увеличение производительности скважины. Сущность изобретения: способ обработки включает гидравлическую очистку зоны перфорации продуктивного пласта скважины, закачку химического реагента в призабойную зону, промывку скважины и последующее высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины с давлением на фронте ударной волны, равным или превышающим горное давление в зоне обработки. 10 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в зону обработки химического реагента и воздействие на призабойную зону пласта высокоэнергетическими газовыми импульсами, отличающийся тем, что предварительно проводят гидравлическую очистку зоны перфорации продуктивного пласта скважины, затем последовательно осуществляют закачку химического реагента в призабойную зону, промывку скважины и последующее высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины с давлением на фронте ударной волны, равным или превышающим горное давление в зоне обработки.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе гидравлической очистки зоны перфорации продуктивного пласта скважины и последующей ее промывки используют жидкость, состав и плотность которой обеспечивают удаление и вынос на дневную поверхность из скважины веществ, способствующих загрязнению зоны перфорации.3. Способ по п.1, или п.2, отличающийся тем, что процесс гидравлической очистки зоны перфорации продуктивного пласта скважины и последующую ее промывку осуществляют посредством закачки либо технологической воды, либо нефтяных эмульсий, либо водных растворов солей.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что химическую обработку призабойной зоны пласта осуществляют реагентом, имеющим кислый рН, создаваемый кислотами или их смесями, или веществами, гидролизующимися в водной среде с образованием кислот.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что химическую обработку призабойной зоны пласта осуществляют реагентом, имеющим щелочной рН, создаваемый щелочами или их смесями, или веществами, гидролизующимися в водной среде с образованием щелочей.6. Способ по п.1, или 4, или 5, отличающийся тем, что реагент для химической обработки призабойной зоны пласта содержит ингибитор коррозии.7. Способ по п.1, или 4, или 5, отличающийся тем, что реагент для химической обработки содержит ионогенные и/или неионогенные ПАВ.8. Способ по п.1, или 4, или 5, отличающийся тем, что реагент для химической обработки призабойной зоны содержит низкомолекулярные или высокомолекулярные вещества, способные в водной среде образовывать гели или растворы с повышенной вязкостью.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие на призабойную зону пласта скважины осуществляют с давлением на фронте ударной волны, превышающим горное давление в зоне обработки не менее чем в 1,5 раза.10. Способ по п.1 или 9, отличающийся тем, что высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие осуществляют последовательно на локальные нефтегазоносные и/или потенциально нефтегазоносные пропластки в зоне перфорации продуктивного пласта скважины.11. Способ по п.10, отличающийся тем, что высокоэнергетическое газоимпульсное воздействие осуществляют в среде пенообразующей системы.