СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 2011 года по МПК E21B43/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу обработки призабойной зоны пласта, в частности к акустическому возбуждению трещины гидравлического развития пласта путем формирования скважинного импульса давления в стволе обсаженной скважины, который основывается на сочетании элементов технологии волоконной закупорки и элементов технологии гидравлического разрыва.

Уровень техники

Значительная доля исследовательской деятельности связана с разработкой новых технологий мониторинга и определения характеристик гидравлического разрыва пласта. Одна из основных целей заключается в стимулировании трещины гидравлического разрыва пласта импульсами давления с измерением акустической характеристики, анализом характеристик результирующих спектров и определением на этой основе основных размеров трещины гидравлического разрыва пласта. Главная проблема такого подхода заключается в обеспечении акустического возбуждения гидравлического разрыва пласта. Импульсы давления, создаваемые в устье скважины, обычно приводят к формированию исключительно волн Стоунли, которые распространяются вдоль ствола скважины, то есть трубных волн. Количество акустической энергии, проникающей в разрыв, существенно меньше, чем аккумулируется в трубных колебаниях.

Разработан целый ряд скважинных источников внутрипластовых импульсов давления. Также существует огромное количество патентов, в которых раскрываются способы обработки призабойной зоны пласта, в частности акустического возбуждения трещины гидравлического развития нефтяного пласта с использованием скважинных импульсов давления. В некоторых из них предлагаются принципы устройства специальных скважинных вибраторов и раскрывается их конструкция. См., например, патенты US 4788467, 1988, US 4817712, 1989. RU 2334873, 2008.

Наиболее близким аналогом изобретения (прототипом) является способ обработки призабойной зоны пласта, который включает проведение импульсной обработки призабойной зоны посредством нагнетания жидкости в насосно-компрессорную трубу (НКТ), размещенную в стволе нефтяной скважины или обсадной колонны, с помощью насоса, установленного в устье скважины, описанный в патенте [RU 2190762, публ. 10.10.2002]. Осуществляют подачу рабочей жидкости в скважину в объеме, большем, чем текущая приемистость пласта. Создают в скважине избыточное переменное статическое давление. Осуществляют гидроудар в верхней части колонны. Передают его по столбу жидкости. Отклоняют гидроудар при выходе из колонны НКТ. Контролируют величину изменения интенсивности колебаний звуковых волн и расход подаваемой в скважину рабочей жидкости. По изменению интенсивности звуковых колебаний и последующему увеличению расхода рабочей жидкости судят об обнаружении, по меньшей мере, одной зоны равновесия, уравновешивающей горное давление вокруг скважины в пределах воздействия гидроудара. При обнаружении такой зоны воздействуют на нее силовой нагрузкой гидроудара до резкого повышения расхода рабочей жидкости. Недостатком указанного способа является сложность конструкции и уникальность применения с точки зрения условий месторождений.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании простого, быстрого и эффективного способа обработки призабойной зоны пласта, применимого в различных полевых условиях.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в создании эффективного и технически просто осуществимого способа акустического возбуждения трещины гидравлического развития пласта для дальнейшего определения характерных размеров трещины гидравлического развития пласта.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что способ обработки призабойной зоны пласта включает проведение импульсной обработки призабойной зоны посредством нагнетания жидкости в НКТ, размещенную в стволе обсаженной нефтяной скважины, с помощью насоса, установленного в устье скважины, осуществление нагнетания насосом жидкости, содержащей волокна, до образования пробок в перфорационных отверстиях, предварительно выполненных в обсадной колонне в области призабойной зоны, после снижения расхода на величину, превышающую характерную амплитуду флуктуации, при постоянном давлении в насосе, закачку жидкости без волокон при постепенном повышении давления в насосе до момента резкого нарастания расхода жидкости.

Кроме того, применяют растворимые полимерные волокна.

В качестве нагнетаемой жидкости используется любая жидкость, например жидкость гидравлического разрыва (вода, полимерный раствор).

Предлагается способ, позволяющий проводить акустическое возбуждение трещины гидравлического разрыва пласта посредством явления формирования волоконной перемычки. Предлагается закупоривать перфорационные отверстия хлопьями из волокон при закачивании используемой для обработки жидкости с волокнами на определенной стадии процесса формирования гидравлического разрыва пласта. Далее осуществляют повышение давление нагнетания жидкости до момента разрушения пробок с формированием интенсивной акустической волны, которая проникает в трещину гидравлического разрыва пласта. Таким образом, происходит акустическое возбуждение трещины гидравлического развития нефтяного пласта, и соответствующая акустическая характеристика может далее использоваться для определения характерных размеров трещины гидравлического разрыва пласта.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих всей совокупности предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид трещины гидравлического разрыва пласта.

На фиг.2 представлен вид призабойной зоны в момент образования волоконных пробок.

На фиг.3 представлен вид призабойной зоны после разрушения волоконных пробок,

где

1 - насос,

2 - НКТ,

3 - призабойная зона,

4 - трещина гидравлического разрыва,

5 - перфорационные отверстия,

6 - волоконные пробки,

7 - импульс давления.

Настоящее изобретение относится к способу обработки призабойной зоны пласта, в частности к акустическому возбуждению трещины гидравлического развития пласта, включающему проведение импульсной обработки призабойной зоны посредством нагнетания жидкости в НКТ, размещенную в стволе обсаженной нефтяной скважины, с помощью насоса, установленного в устье скважины, осуществление нагнетания насосом жидкости, содержащей волокна, до образования пробок в перфорационных отверстиях, выполненных в обсадной колонне в области призабойной зоны на уровне расположения трещины гидравлического разрыва пласта. После образования волоконных пробок и блокирования потока жидкости предлагается далее закачивать жидкость без волокон, постепенно повышая давление до разрушения пробки, что создает волну давления высокой интенсивности.

Технологическая последовательность для реализации способа обработки призабойной зоны пласта, в частности акустического возбуждения трещины гидравлического развития пласта.

Жидкость с волокнами нагнетается насосом (1), установленным в устье скважины, в НКТ (2). В качестве волокон могут использоваться, например, растворимые полимерные волокна из полилактида, разлагающегося под действием температуры в водной среде, или нерастворимые волокна. Процесс нагнетания осуществляют до образования волоконных пробок (6) в перфорационных отверстиях (5), выполненных в обсадной колонне в области призабойной зоны на уровне расположения трещины гидравлического разрыва пласта. Снижение расхода (определяемого по расходомеру) закачиваемой жидкости с волокнами на величину, превышающую характерную амплитуду флуктуаций, при постоянном давлении в насосе указывает на процесс образования волоконных пробок. При приближении расхода закачиваемой жидкости к нулю происходит полное образование перемычек волоконных пробок. Процесс по началу разрушения пробок можно начинать и на этапе неполного их сформирования. После образования волоконных пробок закачивают жидкость без волокон при постепенном повышении давления до момента резкого нарастания расхода жидкости. Падение давления в НКТ и резкое нарастание расхода указывает на разрушение волоконных пробок, которое приводит к формированию скважинного импульса (7) давления, распространяющегося от выходного отверстия НКТ непосредственно в трещину гидравлического развития (4).

Согласно экспериментальным данным первоначальное падение давления вдоль зоны закупорки пробкой перед разрушением пробки может достигать 1-10 бар.

Предложение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку его осуществление возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.

Изобретение относится к способу обработки призабойной зоны пласта путем формирования скважинного импульса давления в стволе обсаженной нефтяной скважины. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет акустического возбуждения трещины гидравлического разрыва пласта для дальнейшего определения характерных размеров трещины гидравлического разрыва пласта. Сущность изобретения: способ включает проведение импульсной обработки призабойной зоны посредством нагнетания жидкости в насосно-компрессорную трубу, размещенную в стволе обсаженной нефтяной скважины, с помощью насоса, установленного в устье скважины. В обсадной колонне в области призабойной зоны выполняют перфорационные отверстия. Осуществляют нагнетание насосом жидкости, содержащей волокна, до образования пробок в отверстиях перфорации. После снижения расхода на величину, превышающую характерную амплитуду флуктуации, при постоянном давлении в насосе закачивают жидкость без волокон, постепенно повышая давление в насосе до момента резкого нарастания расхода жидкости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий проведение импульсной обработки призабойной зоны посредством нагнетания жидкости в насосно-компрессорную трубу, размещенную в стволе обсаженной нефтяной скважины, с помощью насоса, установленного в устье скважины, отличающийся тем, осуществляют нагнетание насосом жидкости, содержащей волокна, до образования пробок в отверстиях перфорации, предварительно выполненных в обсадной колонне в области призабойной зоны, после снижения расхода на величину, превышающую характерную амплитуду флуктуации, при постоянном давлении в насосе закачивают жидкость без волокон, постепенно повышая давление в насосе до момента резкого нарастания расхода жидкости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют растворимые полимерные волокна.