СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ Российский патент 2013 года по МПК E21B43/27 E21B47/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к способам обработки зоны пласта, прилегающей к скважине, для интенсификации притока пластового флюида.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта путем закачки соляной и уксусной кислоты (см., например, А.И.Булатов и др., Освоение скважин, Москва, ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999, с.304-305).

Такой прием в известном решении осуществляют с целью предупреждения выпадения нерастворимого осадка гидроокиси железа в поровом пространстве породы.

Недостатком известного решения является его низкая эффективность при повышенной заглинизированности, низкой проницаемости, высоком содержании АСПВ в нефти и высокой пластовой температуре за счет образования осадков и миграции частиц, приводящих к закупориванию порового пространства.

Известен способ обработки прискважинной зоны пласта путем его обработки составом, содержащим соляную и лимонную кислоты (см., например, А.И.Булатов и др., Освоение скважин, Москва, ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999, с.320-321).

Известное решение предусматривает увеличения эффективности воздействия соляной кислотой на обрабатываемую среду за счет увеличения длительности этого воздействия.

Недостатком известного решения является его низкая эффективность при повышенной заглинизированности, низкой проницаемости, высоком содержании АСПВ в нефти и высокой пластовой температуре за счет образования осадков и миграции частиц, приводящих к закупориванию порового пространства.

Во многих случаях, в том числе и в вышеупомянутых известных решениях, выбор средства и/или технологии обработки призабойной зоны пласта осуществляют по данным региональной геологии или керну разведочных скважин, ограниченных, как правило, несколькими единицами на достаточно большую площадь разрабатываемой залежи полезного продукта, например углеводородов. Традиционные геофизические исследования вещественную изменчивость прискважинной зоны пласта, геологическую и/или техногенную, по площади и толщине пласта не отображают в принципе или имеют очень низкую достоверность. В итоге выбор средства обработки при промышленных потоках применяемой технологии зачастую не соответствует обрабатываемой среде. Обеспечить это соответствие в принципе возможно с отбором керна в каждой скважине и проведением индивидуального комплекса лабораторных исследований. Однако это требует неимоверных затрат времени, средств и, ввиду его неоперативности, ведет к утрате текущей информации о состоянии объекта. Это может привести к необратимым последствиям ввиду, например, развития глубокой кольматации прискважинной зоны пласта и, ввиду этого, невозможности поддержания необходимой степени извлечения полезного продукта из пласта.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа за счет возможности оперативного получения информации о состоянии прискважинной зоны пласта, вплоть до ее вещественного состава, и адресного воздействия на обрабатываемую среду - прискважинную зону пласта добывающей скважины.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ обработки прискважинной зоны пласта добывающей скважины включает определение вещественного состава породы пласта в обрабатываемой зоне с помощью углеродно-кислородного каротажа - УКК после бурения скважины и, при содержании в породе пласта кварца не более 50% масс., глины - более 10% масс. и содержании в нефти пласта асфальто-смолопарафиновых веществ более 30% масс., а температуры в прискважинной зоне пласта - 80-100°С, в качестве обрабатывающего средства используют кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3%-ной соляной кислотой в соотношении с последней как 1:(2÷4) (масс.) соответственно.

Кроме того:

- обрабатывающее средство подают в пласт в нестационарном режиме;

- нестационарный режим задают изменением производительности подачи обрабатывающего средства в пласт;

- подачу обрабатывающего средства в пласт периодически останавливают на разное время, то равное времени предшествующей подачи, то меньшее этого времени, то большее этого времени;

УКК применяют дополнительно в процессе обработки прискважинной зоны пласта и по результатам исследований изменяют концентрацию обрабатывающего средства и/или режим его подачи в прискважинную зону пласта.

В рамках данного изобретения предусматривают в качестве оперативного средства по характеристике обрабатываемой зоны пласта углеродно-кислородный каротаж - УКК (ядерную спектрометрию), что в принципе известно (см., например, RU 2227310). Он обеспечивает возможность характеристики вещественного состава породы пласта, а также ее текущего состояния, обусловленного техногенными факторами, ведущими к кольматации прискважинной зоны пласта. Осуществление УКК непосредственно после бурения скважины сводит к минимуму влияние кольматации на прискважинную зону пласта. Возможность оперативного получения значительного объема необходимой информации с помощью ядерной спектрометрии, своеобразной петрографической лаборатории на кабеле, повышает в значительной степени эффективность обработки.

В качестве определяющих минеральных компонент породы пласта при выборе обрабатывающего средства принимают следующие:

Si (SiO₂);

Al (Al₂O₃);

СаО (СаСО₃);

MgO (MgCO₃);

Fe³⁺ Fe(ОН)₃

Определяют процентное содержание в пласте породообразующих элементов:

для кварца - Si;

для кварца + глина или для кварца + глина + карбонаты - Si+Al+K+Na+Mg+Ca;

для всех - содержание Fe³⁺.

Кислотная композиция «Химеко ТК-3» (ТУ 2458-085-17197708-2003) представляет собой водно-гликолевый раствор борофтористоводородной кислоты с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Опытным путем и лабораторными исследованиями было отмечено, что при определенных условиях в прискважинной зоне пласта добывающей скважины - сочетании условий (содержании кварца не более 50% масс., глины более 10% масс., содержании асфальтосмолопарафиновых веществ в нефти более 30% масс. и температуры в прискважинной зоне пласта - 80-100°С), эффективность действия обрабатывающего средства - кислотной композиции «Химеко ТК-3» проявляется с неожиданной стороны. Восстановление коллекторских свойств пласта достигают даже при таком содержании глины в пласте, за счет резкого снижения возможности образования вторичных осадков в прискважинной зоне пласта и резкого сокращения времени обработки пласта, что в степенной зависимости снижает коррозию скважинного оборудования. Другие известные средства не обеспечивают необходимого результата в короткие сроки при щадящем воздействии на скважинное оборудование. Более того, при отмеченных довольно экстремальных условиях восстановление коллекторских свойств ведет зачастую к противоположному результату, например, из-за образования вторичных осадков. По данному способу применяют кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3-ной соляной кислотой в заданном соотношении 1:(2÷4) масс. соответственно. При увеличении содержания композиции (увеличении концентрации) выше установленного соотношения происходит увеличение скорости реакции и образование вторичных осадков, что неприемлемо. При уменьшении содержания композиции (уменьшении ее концентрации) происходит снижение скорости реакции с породой ниже необходимого уровня, при этом время обработки должно быть увеличено, что тоже неприемлемо.

Признаки зависимых пунктов формулы, а именно то, что: обрабатывающее средство подают в пласт в нестационарном режиме:

нестационарный режим задают изменением производительности подачи обрабатывающего средства в пласт;

подачу обрабатывающего средства в пласт периодически останавливают на разное время, то равное времени предшествующей подачи, то меньшее этого времени, то большее этого времени;

УКК применяют дополнительно в процессе обработки прискважинной зоны пласта и по результатам исследований изменяют концентрацию обрабатывающего средства и/или режим его подачи в прискважинную зону пласта - способствуют усилению технического результата за счет лучшей пропитки прискважинной зоны пласта обрабатывающим средством и возможности оперативного изменения - коррекции режима обработки. Все это в итоге способствует увеличению коэффициента извлечения полезного продукта из пласта.

Важным моментом является именно возможность контроля обработки пласта по изменению фильтрационно-емкостных свойств в процессе собственно обработки. В случае отклонения показателей от заданных - ожидаемых результатов изменяют концентрацию «Химеко ТК-3».

Средство контроля за состоянием обрабатываемой среды может быть спущено в скважину через лубрикатор центрального канала обвязки устья скважины, а подачу обрабатывающей среды можно осуществить через боковой отводной канал обвязки устья с задвижкой.

Способ предусматривает возможность контроля обработки без остановки самого процесса обработки - в течение подачи обрабатывающего средства в прискважинную зону пласта и выдержки на реакцию этого средства в зоне пласта. При необходимости концентрацию обрабатывающего средства можно изменять в пределах указанных диапазонов. Можно изменять и режимы подачи обрабатывающего средства, например производительность подачи, давление подачи, включать периодичность подачи - прекращение подачи на необходимый промежуток времени с понижением давления для обеспечения обратного потока из пласта с повторением операций. Все это характеризует нестационарный режим подачи обрабатывающего средства в прискважинную зону пласта. Эффективность применения обрабатывающего средства и технологических приемов может быть оценена в реальном времени без проблем. При этом, без остановки процесса, могут быть выданы своевременные рекомендации по дальнейшему ведению процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

В скважине, подлежащей обработке прискважинной зоны пласта, осуществляют углеродно-кислородный каротаж - УКК. С помощью него в продуктивном интервале пласта определяют элементный состав слагающих пород, в частности Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na. Кроме этого определяют также проницаемость прискважинной зоны пласта и температуру в этой зоне.

Осуществляют обработку полученных данных по специальной методике и выделяют на этой основе вещественный состав слагающих пород (глину, гидрослюду, кальцит, каолинит, полевой шпат, кварц, карбонаты и пр.) и другие условия - минерализацию пластовой воды, содержание в нефти пласта асфальтосмолопарафиновых отложений, температуру в прискважинной зоне пласта. При определенных значениях выше отмеченных параметров - содержании кварца не более 50% масс., глины более 10% масс., содержании асфальтосмолопарафиновых веществ в нефти более 30% масс. и температуры в прискважинной зоне пласта - 80-100°С применяют кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3% масс. соляной кислотой в соотношении с последней как 1:(2÷4) масс. соответственно.

При этом расход композиции принимают в расчете 1,5-5,0 м³ на 1 метр толщины пласта.

Данный способ, в рамках дополнительной оптимизации, имеет возможность обработки прискважинной зоны пласта добывающей скважины оптимальным количеством обрабатывающего средства в реальном времени. Избыточное количество обрабатывающего средства ведет к образованию вторичных осадков, время накопления которых ведет к необратимой кольматации обрабатываемой среды. Данный способ позволяет своевременно проконтролировать состояние обрабатываемой среды, своевременно обнаружить техногенную кольматацию и изменить режимы обработки.

Конкретный пример реализации способа.

На Львовском куполе Сорочинско-Никольского нефтегазового месторождения с помощью углеродно-кислородного каротажа в различных пластах определяют вещественный состав пород. Устанавливают, что один из пластов толщиной 5 м содержит более 17% масс. глины и 43% масс. кварца, содержание в нефти пласта асфальто-смолопарафиновых веществ - 35% масс., а температура в прискважинной зоне пласта - 100°С. Для этих условий в качестве обрабатывающего средства принимают кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3%-ной масс. соляной кислотой в соотношении первой с последней как 1:2 (масс.).

Предусматривают возможность контроля за состоянием обрабатываемой среды - прискважинной зоны пласта добывающей скважины с помощью применяемого обрабатывающего средства - кислотной композиции «Химеко ТК-3. Для этого в скважину спускают зонд на геофизическом кабеле для углеродно-кислородного каротажа - УКК через лубрикатор центрального канала обвязки устья скважины. Осуществляют подачу кислотной композиции «Химеко ТК-3» в соотношении с 3%-ной масс. соляной кислотой как 1:2 масс. Подачу осуществляют через боковой отводной канал обвязки устья с задвижкой с расходом 1,8 м³ на 1 метр толщины пласта - 9 м³. Затем осуществляют выдержки на реакцию этого средства в зоне пласта. По реакции обрабатываемой среды в течение заданного времени (ее вещественному составу во времени - определенному ранее на моделях) определяют (проверяют) эффективность действия обрабатывающего средства с заданной концентрацией. При отклонении реального результата от ожидаемого содержание кислотной композиции «Химеко ТК-3» изменяют. Операцию повторяют с новым содержанием обрабатывающей композиции и продолжением контроля до получения необходимого результата. В рамках каждого случая имеется возможность изменения и режимов подачи обрабатывающего средства, производительность подачи, давления подачи, включения периодичности подачи - прекращения подачи на необходимый промежуток времени с понижением давления для обеспечения обратного потока из пласта с повторением операций. Оптимальные режимы получают в процессе обработки.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к способам обработки зоны пласта, прилегающей к скважине, для интенсификации притока пластового флюида. Технический результат - повышение эффективности способа за счет возможности оперативного получения информации о состоянии прискважинной зоны пласта, вплоть до ее вещественного состава, и адресного воздействия на обрабатываемую среду добывающей скважины. Способ обработки прискважинной зоны пласта добывающей скважины включает определение вещественного состава породы пласта в обрабатываемой зоне с помощью углеродно-кислородного каротажа - УКК непосредственно после бурения скважины и, при содержании в породе пласта кварца не более 50% масс., глины - более 10% масс. и содержании в нефти пласта асфальтосмолопарафиновых веществ более 30% масс., а температуры в прискважинной зоне пласта - 80-100°С, в качестве обрабатывающего средства используют кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3%-ной соляной кислотой, в соотношении с последней по массе 1:(2÷4) соответственно. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ обработки прискважинной зоны пласта добывающей скважины, включающий определение вещественного состава породы пласта в обрабатываемой зоне с помощью углеродно-кислородного каротажа - УКК непосредственно после бурения скважины и, при содержании в породе пласта кварца не более 50%, глины более 10% и содержании в нефти пласта асфальтосмолопарафиновых веществ более 30%, а температуры в прискважинной зоне пласта 80-100°С в качестве обрабатывающего средства используют кислотную композицию «Химеко ТК-3», разбавленную 3%-ной соляной кислотой в соотношении с последней, как 1:(2÷4) соответственно.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что обрабатывающее средство подают в пласт в нестационарном режиме.

3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что нестационарный режим задают изменением производительности подачи обрабатывающего средства в пласт.

4. Способ по п.2, характеризующийся тем, что подачу обрабатывающего средства в пласт периодически останавливают на разное время, то равное времени предшествующей подачи, то меньшее этого времени, то большее этого времени.

5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что УКК применяют дополнительно в процессе обработки прискважинной зоны пласта и по результатам исследований изменяют концентрацию обрабатывающего средства и/или режим его подачи в прискважинную зону пласта.