СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2009 года по МПК E21B43/16 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальто-смолопарафиновыми образованиями и мехпримесями.

Известен способ освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Носов П.И., Сеночкин П.Д., Нурисламов Н.Б. и др. Патент №2159326, кл. Е21В 43/25), в котором формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью скважины производится путем предварительной закачки флюида в скважину, создании периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта в виде затухающей стоячей волны, перемещающейся по полости скважины, и стравливании давления при перемещении флюида по скважине из призабойной зоны пласта к дневной поверхности при резком открытии полости скважины.

Однако способ не позволяет создавать по необходимости депрессионные либо репрессионные гидроудары в призабойной зоне скважины.

Известен способ обработки призабойной зоны нагнетательной скважины (Ибрагимов Н.Г., Закиров А.Ф., Никитин В.Н., Ожередов Е.В. Патент №2258134, кл. Е21В 43/18), при котором в интервале перфорации организуют ванну рабочего агента его продавкой в режиме импульсного дренирования с технологической выдержкой.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта скважин (Губарь В.А., Губарь Д.В. Патент №2262591, кл. Е21В 43/18), включающий 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.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления.

Известны способ и устройство освоения и очистки призабойной зоны скважин импульсным дренированием (Гурьянов А.И., Фассахов Р.Х., Файзуллин И.К. и др. Патент №2272902, кл. Е21В 43/25), в которых стравливают давление при передвижении флюида из призабойной зоны к дневной поверхности для создания периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта. Депрессионный перепад давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб и формирование периодических импульсов создают путем закачки флюида в трубное пространство скважины при нагнетании заданного давления. Стравливание до заданного давления производят при открытии клапана управления через полость затрубного пространства.

Однако периодические импульсы давления имеют малую амплитуду (1,5-2 МПа) и длительность (порядка 200 сек), что исключает резкие перепады давления в призабойной зоне и резонансную раскачку столба жидкости, способствующие отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов.

Известен способ реагентно-импульсного воздействия на скважину и продуктивный пласт и установка для его осуществления (Кононенко П.И., Богуслаев В.А., Квитчук К.К. и др. Патент №2275495, кл. Е21В 37/06), в котором активную жидкую среду, содержащую смесь алифатических и ароматических углеводородных растворителей, задавливают в пласт, осуществляют выдержку в течение 12-24 ч и удаляют из призабойной зоны с волновой разгрузкой скважины импульсно-волновым депрессионным воздействием, затем осуществляют гидроимпульсную поинтервальную обработку призабойной зоны технологической жидкостью плоскими веерными струями на уровне пласта, после чего удаляют технологическую жидкость из пластовой зоны.

Однако активная жидкая среда задавливается в пласт с постоянной скоростью, что не позволяет ей проникать в мелкие трещины; при выдержке в толще пласта активная жидкая среда находится в неподвижном состоянии, что не способствует ее активному реагированию с пластовыми элементами.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта (Шипулин А.В. Патент №2266404, кл. Е21В 43/25), взятый за прототип, включающий создание периодических импульсов давления в прискважинной зоне пласта в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье с применением вентилей, один из которых соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй - с источником жидкости, находящейся под давлением.

Однако способ не позволяет создавать для различных этапов обработки призабойной зоны гидравлические волны с регулируемой скоростью и частотой изменения давления.

Задачей изобретения является создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта с регулируемыми амплитудными и частотными характеристиками для каждого из чередующихся этапов обработки скважины.

Задача решается тем, что, применяя способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, один из которых - вентиль слива жидкости соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй вентиль долива жидкости - с источником жидкости, находящейся под давлением, открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением устья скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости в нагнетательной скважине на этапе удаления из призабойной зоны механических и углеводородных отложений осуществляют быстрое открывание и сравнительно медленное закрывание вентиля слива из условия создания депрессии, обеспечивающей имплозионное извлечение кольматантов из толщи призабойной зоны, и репрессии, противодействующей перемещению кольматантов в обратном направлении, на этапе доставки рабочего агента в интервал перфорации осуществляют открывание и быстрое закрывание вентиля слива из условия создания репрессионных импульсов давления, способствующих расширению трещин на время проникновения в них рабочего агента, а на этапе удаления рабочего агента и продуктов их химической реакции из призабойной зоны - опять быстрое открывание и медленное закрывание вентиля слива для имплозионного извлечения остаточных кольматантов из толщи призабойной зоны, при этом периодичность импульсов при удалении кольматантов подбирают из условия резонансной раскачки столба скважинной жидкости и получения максимального значения амплитуды депрессии, а при расширении трещин - из условия обеспечения движения рабочего агента в этих трещинах с отмывом породы призабойной зоны от углеводородной пленки.

Такой способ позволяет проводить обработку скважины, применяя по мере необходимости значительный по амплитуде и короткий по времени депрессивный импульс гидравлического давления и относительно малый по амплитуде и более длительный импульс репрессии, либо длительный импульс депрессии и короткий и мощный импульс репрессии, а также изменять периодичность их чередования.

Способ реализуют следующим образом. На устье скважины устанавливают вентили, первый из которых соединяет полость НКТ со сливной емкостью, второй - затрубное пространство с источником жидкости, находящейся под давлением, например линией жидкости, предназначенной для закачки в нагнетательные скважины или агрегатом ЦА-320. Жидкость закачивают в затрубное пространство до технологически допустимого давления.

В момент открывания вентиля слива скважинная жидкость начинает изливаться в сливную емкость, давление жидкости на устье резко падает до атмосферного, формируется волна разрежения, которая перемещается от устья к забою скважины и формирует в призабойной зоне импульс депрессии. При закрытии вентиля слива жидкости и прерывании движущегося потока жидкости на устье формируется область высокого давления, которая перемещается от устья к забою скважины и формирует в призабойной зоне импульс репрессии. Периодическое открывание и закрывание вентиля слива приводит к регулярному прохождению волн давления и разрежения по полости НКТ.

Волны давления и разрежения, перемещаясь по полости скважины от устья к забою и обратно, создают удары, в том числе в призабойной зоне и способствуют отрыву адсорбционных отложений от стенок поровых каналов и трещин, разрушению скелета пласта. Периодическое чередование импульсов низкого и высокого давления способствует расшатыванию и выкрашиванию низкопроницаемых фрагментов пласта.

Импульсы депрессии способствуют извлечению кольматантов из пор и трещин пласта, выводу их в полость скважины. Импульсы репрессии способствуют кратковременному расширению трещин, которые затем смыкаются в исходное состояние.

Амплитуда и длительность импульса депрессии зависит от крутизны фронта волны разрежения, следовательно - от ускорения потока жидкости при открывании вентиля слива. Амплитуда и длительность импульса репрессии зависит от крутизны фронта волны повышенного давления, следовательно - от скорости прерывания потока жидкости при закрывании вентиля слива. Параметры импульсов давления определяются с учетом особенностей геологического строения продуктивного пласта, а также допустимого давления, определяемого состоянием колонны труб.

Скважинная жидкость может содержать химические реагенты для более производительной обработки. Способ может быть применен совместно с другими видами обработки призабойной зоны: кислотной, тепловой, виброимпульсной, акустической и т.д.

Приведем последовательность конкретного применения способа на примере обработки призабойной зоны нагнетательной скважины, приемистость которой снижена в результате закачки сточной воды, содержащей твердые и углеводородные включения.

1. Осуществляют очистку призабойной зоны от механических и углеводородных отложений, для чего производят периодическое открывание и закрывание вентиля слива, что приводит к регулярному прохождению волн давления и разрежения по полости НКТ. Осуществляя быстрое открывание и сравнительно медленное закрывание вентиля слива, создают короткий и мощный депрессионный перепад давления и плавный репрессионный, что способствует имплозионному извлечению кольматантов из толщи пласта и противодействию их перемещения в обратном направлении. Кольматанты выводятся в полость скважины для дальнейшего удаления изливом или промывкой. Периодичность импульсов давления подбирают по условиям резонансной раскачки столба скважинной жидкости с целью получения максимального значения амплитуды депрессионного импульса давления.

2. В интервал перфорации циркуляцией доставляют рабочий агент (кислотный раствор, дистиллят или другие растворители). Затем осуществляют открывание и быстрое закрывание вентиля слива, чем создают мощные репрессионные импульсы давления, способствующие кратковременному расширению трещин пласта и проникновению в них рабочего агента. Периодичность импульсов давления выбирают по соображениям максимального раскрытия трещин, а также обеспечения движения жидкости с целью отмыва породы пласта от углеводородной пленки и обеспечения ее химического реагирования с рабочим агентом. Раскачку жидкости в призабойной зоне по мере необходимости чередуют с технологическими выдержками.

3. Осуществляют удаление рабочего агента и продуктов химической реакции из призабойной зоны, для чего производят быстрое открывание и медленное закрывание вентиля слива, создают депрессионный перепад давления с целью имплозионного извлечения остаточных кольматантов из толщи пласта, выводу их в полость скважины для дальнейшего удаления изливом или промывкой. Периодичность импульсов давления соответствует условиям максимальной амплитуды депрессионного импульса давления.

4. Определяют приемистость скважины и переводят ее в рабочее состояние.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для освоения и восстановления дебита эксплуатационных скважин, понизившегося вследствие кольматации призабойной зоны асфальто-смолопарафиновыми образованиями и мехпримесями. Задачей изобретения является создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта с регулируемыми амплитудными и частотными характеристиками для каждого из чередующихся этапов обработки скважины. Сущность изобретения: способ включает закачивание в полость скважины жидкости, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей. Один из этих вентилей - вентиль слива жидкости. Он обеспечивает соединение полости скважины со сливной емкостью. Второй вентиль - вентиль долива жидкости. Он обеспечивает соединение с источником жидкости, находящейся под давлением. Открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости. Периодически повышают давление в скважине соединением устья скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости. Согласно изобретению в нагнетательной скважине на этапе удаления из призабойной зоны механических и углеводородных отложений осуществляют быстрое открывание и сравнительно медленное закрывание вентиля слива из условия создания депрессии, обеспечивающей имплозионное извлечение кольматантов из толщи призабойной зоны, и репрессии, противодействующей перемещению кольматантов в обратном направлении. На этапе доставки рабочего агента в интервал перфорации осуществляют открывание и быстрое закрывание вентиля слива из условия создания репрессионных импульсов давления, способствующих расширению трещин на время проникновения в них рабочего агента. На этапе удаления рабочего агента и продуктов их химической реакции из призабойной зоны осуществляют опять быстрое открывание и медленное закрывание вентиля слива для имплозионного извлечения остаточных кольматантов из толщи призабойной зоны. При этом периодичность импульсов при удалении кольматантов подбирают из условия резонансной раскачки столба скважинной жидкости и получения максимального значения амплитуды депрессии, а при расширении трещин - из условия обеспечения движения рабочего агента в этих трещинах с отмывом породы призабойной зоны от углеводородной пленки.

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий закачивание в полость скважины жидкости, формирование депрессионного перепада давления между призабойной зоной и полостью скважины путем создания периодических импульсов давления в призабойной зоне в виде перемещающейся по полости скважины ударной волны, образующейся при периодическом открывании полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, и ее закрывании с применением вентилей, один из которых - вентиль слива жидкости соединяет полость скважины со сливной емкостью, второй - вентиль долива жидкости - с источником жидкости, находящейся под давлением, открывание и закрывание полости скважины на устье для вытекания скважинной жидкости, находящейся под давлением, осуществляют вентилем слива жидкости, периодически повышают давление в скважине соединением устья скважины с источником жидкости, находящейся под давлением, путем открытия вентиля долива жидкости, отличающийся тем, что в нагнетательной скважине на этапе удаления из призабойной зоны механических и углеводородных отложений осуществляют быстрое открывание и сравнительно медленное закрывание вентиля слива из условия создания депрессии, обеспечивающей имплозионное извлечение кольматантов из толщи призабойной зоны, и репрессии, противодействующей перемещению кольматантов в обратном направлении, на этапе доставки рабочего агента в интервал перфорации осуществляют открывание и быстрое закрывание вентиля слива из условия создания репрессионных импульсов давления, способствующих расширению трещин на время проникновения в них рабочего агента, а на этапе удаления рабочего агента и продуктов их химической реакции из призабойной зоны - опять быстрое открывание и медленное закрывание вентиля слива для имплозионного извлечения остаточных кольматантов из толщи призабойной зоны, при этом периодичность импульсов при удалении кольматантов подбирают из условия резонансной раскачки столба скважинной жидкости и получения максимального значения амплитуды депрессии, а при расширении трещин - из условия обеспечения движения рабочего агента в этих трещинах с отмывом породы призабойной зоны от углеводородной пленки.