СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 2013 года по МПК E21B43/26 

Изобретение относится к области обслуживания скважин, в частности к способам увеличения проницаемости призабойной зоны пласта посредством интенсификации притока флюидов в скважину.

Интенсификация притока флюидов в скважину необходима для восстановления и улучшения фильтрационной характеристики призабойной зоны пласта главным образом за счет увеличения ее проницаемости и снижения вязкости флюидов. К наиболее действенным методам интенсификации притока флюидов из пласта относят кислотные обработки и гидроразрыв пласта (см., например, В.И.Кудинов «Основы нефтегазопромыслового дела», М., 2005, с.428-429). Кислотная обработка и гидроразрыв пласта позволяют интенсифицировать приток флюидов в скважину посредством создания в породе высокопроницаемых путей для притока флюидов в скважину, при этом выбор конкретного метода обработки и качество проведенных работ имеют критическое значение для эффективности последующей работы скважины. Так, неправильно проведенные работы по интенсификации притока флюидов могут, например, вызвать необходимость полностью прекратить последующую эксплуатацию скважины. Для интенсификации притока флюидов во время матричной обработки и гидроразрыва пласта в скважину закачивают различные жидкие и твердые химические вещества. Так, в ходе работ по гидроразрыву пласта в скважину под большим давлением закачиваются различные вещества, в результате чего в породе возникают трещины.

Для предотвращения смыкания трещин в породе в скважину с помощью вязкого геля закачивают твердые частицы - расклинивающий наполнитель. В связи с высокой вязкостью используемого геля трещина становится низкопроницаемой и для увеличения ее проницаемости, как правило, используется обратная рециркуляция. Для уменьшения вязкости геля могут использоваться также различные химические вещества - брейкеры, добавляемые в раствор, которые, попадая в пластовые условия, способны через некоторое время снижать вязкость геля. Добавляемые химические вещества, как правило, дороги, но не всегда эффективны. Кроме того, инженеры, как правило, не имеют возможности воздействовать на активность брейкеров после того как раствор был закачан в скважину. Таким образом, к основным недостаткам существующих методов проведения работ по увеличению проницаемости призабойной зоны можно отнести высокую стоимость проведения этих работ, низкую скорость их проведения и отсутствие возможности контролировать скорость прохождения химических реакций после того, как химические компоненты были закачаны в скважину.

Сущность изобретения

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении надежности и эффективности интенсификации притока флюидов в скважину, увеличении скорости проведения этих работ с одновременным снижением риска их неправильного проведения, а также сокращением расходов.

Предлагаемый способ увеличения проницаемости призабойной зоны пласта предусматривает проведение гидроразрыва пласта, в процессе которого в пласт закачивают вязкие химические вещества, и на область пласта, в которую закачивают вязкие химические вещества, осуществляют воздействие электрическим полем.

В дополнение к электрическому воздействию может быть осуществлено магнитное, или тепловое, или акустическое воздействие, или их комбинация.

Электрическое воздействие может быть осуществлено посредством электродов, по меньшей мере один из которых размещен в скважине на уровне области пласта, на которую воздействуют электрическим полем.

Электрическое воздействие может быть осуществлено посредством электродов, один из которых размещен в скважине на уровне области пласта, на которую воздействуют электрическим полем, а другой - на поверхности.

Электрическое воздействие может быть осуществлено посредством электродов, один из которых размещен выше, а другой - ниже области пласта, на которую воздействуют электрическим полем.

В качестве электродов могут быть использованы обсадные и насосно-компрессорные трубы.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показана система, обеспечивающая электрическое воздействие на пласт, в котором осуществляют интенсификацию притока флюидов.

Подробное описание изобретения

Предлагаемый способ основан на применении воздействия в виде электрического поля на пласт, в котором осуществляют интенсификацию притока флюидов. Эффективность электрического воздействия зависит от физических параметров среды, на которую осуществляется воздействие, и определяется расположением электродов, величиной и частотой создаваемого электрического поля, а также мощностью используемого источника тока. Указанное воздействие обеспечивает снижение вязкости закачанных химических веществ за счет возникающих электрокинетических явлений - электроосмоса или электрофореза. Эти явления вызывают движение заряженных частиц и жидкости и, таким образом, приводят к интенсификации происходящих физико-химических процессов. Дополнительное приложение магнитного поля способствует дополнительному движению заряженных частиц. Дополнительный температурный нагрев также приводит к интенсификации физико-химических процессов в разогреваемой области за счет интенсификации термической диффузии веществ. Дополнительное акустическое воздействие посредством акустического излучателя также интенсифицирует физико-химические процессы за счет дополнительных колебаний частиц, вызванных прохождением акустической волны. При этом любое из перечисленных воздействий может быть применено локально или направленно, что позволяет интенсифицировать физико-химические процессы (такие например, как скорость прохождения химических реакций) в требуемой области при проведении работ по интенсификации притока флюидов в скважину.

Система, позволяющая создавать в скважине и пласте электрическое поле, представлена на фиг.1, где 1 - источник тока и напряжения, 2 - электроды, присоединенные к источнику тока и напряжения, 3 - область пласта, в которой осуществляют интенсификацию притока флюидов и в которую закачаны химические вещества. При создании электрического поля возможны различные комбинации расположения электродов в скважине, при этом как минимум один из электродов находится в скважине на уровне обрабатываемой области пласта. Другой электрод может находиться в соседней скважине (см. фиг.1а) или на поверхности (см. фиг.1b). Возможно также размещение электродов в скважине выше и ниже той области пласта, на которую осуществляют воздействие (см. фиг.1с). Обсадные и насосно-компрессорные трубы могут также быть использованы в качестве электродов. При необходимости создания магнитного поля в области 3 его источник должен быть помещен в скважину на уровне обрабатываемой области. В случае использования акустического излучателя и/или термического нагревателя они также должны быть опущены в скважину на уровень обрабатываемой области 3. Различные компоненты используемых приборов могут находиться как на одном устройстве, так и на нескольких устройствах, при этом возможно осуществление их питания как по кабелю, так и с помощью батарей или аккумуляторов.

В качестве примера приводится описание эксперимента, проведенного с целью показать эффективность применения воздействия электрического поля на гель.

Было проведено три серии экспериментов для проверки реализуемости описанного воздействия. Эти эксперименты были проведены при температуре 22°С (72°F). Для первого эксперимента было приготовлено 750 мл геля YF130LGD, который потом был помещен в резервуар с прикрепленными плоскими электродами. Электроды были присоединены к источнику переменного тока с выходом 100 В, ~50 Гц. Расстояние между электродами составляло около 10 см. Через 15 минут было обнаружено только незначительное разрушение геля рядом с поверхностью электродов. Это могло быть результатом локального повышения температуры до 80°С (180°F) вблизи электродов. Температура была измерена сразу же после отключения напряжения.

Для проведения второго эксперимента были приготовлены два образца гидроразрывного геля YF130LGD (каждый объемом 500 мл) и к каждому образцу геля было добавлено по 2 г J218 брейкера. Концентрация брейкера J218 для разрушения YF130LGD геля составляет около 10 фунт/1000 галлон (1.2 кг/м³), что в два раза ниже, чем при проведении данного эксперимента. Но необходимо отметить, что температурный диапазон для применения брейкера составляет 52-107°С (125-225°F), более того, брейер должен быть активирован путем добавления соответствующих химических катализаторов. Один образец приготовленного геля с порцией брейкера был помещен в резервуар без электродов и тщательно перемешан. Другой был помещен в систему с электродами. После 7 минут воздействия переменного тока было замечено, что почти весь гель (90%) в резервуаре, который находился под напряжением, оказался разрушен (вязкость геля снизилась до уровня вязкости воды). В резервуаре без воздействия переменного тока было зафиксировано разрушение только 10-15% геля. В ходе второго эксперимента значение температуры составляло 95°С (200°F) на электродах и 35°С (95°F) в середине резервуара после 7 минут воздействия переменного тока.

Третий эксперимент был проведен для подтверждения того, что при высоких температурах указанных разрушений геля не будет. Для этой цели было приготовлено 500 мл геля YF130LGD в смеси с 2 г брейкера J218 и помещено в заранее разогретый резервуар и после этого в печь с температурой 100°С (210°F). После 15 минут температурного воздействия было замечено разрушение не более 25-30% геля.

Сравнивая результаты воздействия электрического поля и температуры, полученные в присутствии брейкера, преимущество воздействия электрического поля для разрушения геля очевидно.

Изобретение относится к области обслуживания скважин, в частности к способам увеличения проницаемости призабойной зоны пласта посредством интенсификации притока флюидов в скважину - гидроразрывом. Обеспечивает повышение надежности и эффективности интенсификации притока флюидов в скважину, увеличение скорости проведения этих работ с одновременным снижением риска их неправильного проведения, а также сокращение расходов. Сущность изобретения: по способу осуществляют гидроразрыв пласта, в процессе которого в пласт закачивают вязкий гель. На область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют электрическое воздействие, обеспечивающее возможность разрушения вязкого геля за счет электрокинетических явлений - электроосмоса или электрофореза, со снижением вязкости геля до вязкости воды. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ увеличения проницаемости призабойной зоны пласта, в соответствии с которым осуществляют гидроразрыв пласта, в процессе которого в пласт закачивают вязкий гель, на область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют электрическое воздействие, обеспечивающее возможность разрушения вязкого геля за счет электрокинетических явлений - электроосмоса или электрофореза, со снижением вязкости геля до вязкости воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно на область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют магнитное воздействие или тепловое воздействие, или акустическое воздействие, или их комбинацию.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое воздействие на область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют с применением электродов, по меньшей мере один из которых размещен в скважине на уровне области пласта, в которую закачивают вязкий гель.

4. Способ по п.5, отличающийся тем, что электрическое воздействие на область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют с применением электродов, один из которых размещен на поверхности.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое воздействие на область пласта, в которую закачивают вязкий гель, осуществляют посредством электродов, один из которых размещен выше, а другой - ниже области пласта, в которую закачивают вязкий гель.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое воздействие осуществляют посредством электродов, в качестве которых используют обсадные и насосно-компрессорные трубы.