СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА И СКВАЖИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК E21B43/25 E21B28/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении интенсификационных работ по повышению продуктивности скважин и регулированию профилей притока и приемистости в условиях недостаточной проницаемости коллекторов, неполного освоения скважин после бурения, объемного загрязнения пор и каналов коллектора различного рода шламами и отложениями смол, парафинов и солей, в частности при обработке карбонатных пластов.

Известны способы обработки продуктивных пластов, основанные на закачках в пласт различных технологических жидкостей - растворителей и преобразователей структуры минерального коллектора пласта, в качестве которых используют растворы, приготовленные на основе различных химических реагентов (патенты РФ №2055983, №2173383, 2070963, 2004783, кл. E21B 43/27). Эффективность данных способов разработки недостаточна и сильно падает в осложненных условиях при отсутствии развития в призабойной зоне пласта (ПЗП) каналов фильтрации и их блокировании продуктами химической реакции в ходе обработки.

Известны также способы обработки призабойной зоны пласта, в которых для преобразования структуры коллектора, образования новых каналов фильтрации и трещин в горных породах пласта предлагается создавать в скважинной жидкости импульсы давления (Патенты РФ №2191259, кл. E21B 43/263, №2209960, 2095561, 2091570, кл. E21B 32/27, №2065949, патенты США №4548252, кл. E21B 43/263). Недостатками данных способов являются низкая эффективность преобразования структуры горных пород пласта в осложненных условиях, обусловленная одноразовостью и малой управляемостью воздействия. Не достигается очистка поровой среды и образование новых каналов фильтрации в наиболее загрязненных областях ПЗП и пласта, при повышении амплитуды создаваемых импульсов воздействие локализуется по наиболее проницаемым участкам с высокой вероятностью ухода новых каналов-трещин в непроизводительные и обводненные зоны, возникает опасность повреждения элементов конструкции скважины.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является способ обработки призабойной зоны пласта (Патент РФ №2191896, кл. E21B 43/25, 28/00, опубл. 27.10.2002). Способ включает виброволновое воздействие на обрабатываемую зону пласта с использованием гидродинамического генератора колебаний, циклически чередующиеся операции репрессии на пласт с закачкой в пласт технологических жидкостей и депрессии на пласт с вызовом притока. В начальном, конечном и хотя бы в одном промежуточном циклах повышения давления производят гидродинамическое тестирование призабойной зоны скважины, на основании которого осуществляют настройку режима обработки. В цикле понижения давления производят корректировку режима обработки. Для уточнения поступающей информации гидродинамическое тестирование может повторяться.

Осуществляемые в данном способе операции циклического репрессионно-депрессионного воздействия при одновременном волновом воздействии упругими колебаниями, проведение управляемого по амплитудно-частотным параметрам регулярного волнового воздействия и осуществление мониторинга процессов в пластовой среде, на основе которого в режиме обратной связи назначают параметры волнового воздействия, позволяют повысить эффективность воздействия на пласт по очистке существующих каналов фильтрации, развитию существующих трещин, их промывке с выносом загрязнений и продуктов реакции па поверхность.

Однако эффективность направленного преобразования горной среды коллектора пласта в ПЗП для обеспечения свободной фильтрации в ПЗП с достижением высокого коэффициентов охвата, как по толщине, так и по простиранию пласта, недостаточна высока. Недостаточно эффективно используются регуляритивные функции волнового воздействия упругими колебаниями. Очистка поровых каналов и трещин в коллекторе ПЗП интенсифицируется в основном в областях уже существующих фильтрационных потоков, а эффективность развития новой трещиноватости мала. При отсутствии предлагаемых нами элементов управления и воздействия происходит преобразование наиболее «ослабленных» зон структуры пластовых пород, инициируется в первую очередь очистка, раскрытие и развитие уже существующих трещин, что повышает анизотропию фильтрационных потоков и уход технологических жидкостей-реагентов в непроизводительные зоны по высокопроницаемым каналам. Этот недостаток особенно явно проявляется при обработках скважин, вскрывающих карбонатные пласты порово-трещиноватого сложения.

Известно также скважинное оборудование для обработки призабойной зоны пласта (Патент РФ №2175718, кл. E21B 43/25, опубл. в Б.И. №31, 2001 г.), включающее струйный насос с корпусом, установленный на пакере на колонне труб. Гидродинамический генератор колебаний расхода установлен под пакером на конце труб на уровне интервала перфорации и гидравлически связан с линией нагнетания через переточный канал. На выходе гидродинамического генератора может быть расположен резонатор-преобразователь, выполненный в виде трубы со щелями и отражателем и установленный нижним концом на уровне интервала перфорации.

Данное оборудование обеспечивает постоянную периодическую работу в определенном гидродинамическом режиме одновременно струйного насоса и гидродинамического генератора, позволяет осуществлять воздействие через скважины упругими колебаниями на продуктивную пластовую среду в условиях достаточно глубокой депрессии па пласт, производить закачку в пласт реагентных жидкостей. Однако эффективность воздействия по созданию новой трещиноватости и развитию новых каналов фильтрации с охватом всей толщины и объема пласта, особенно в условиях пониженной проницаемости и неоднородности пластов, недостаточна.

Задачей изобретения является повышение эффективности воздействия и направленного преобразования горной среды ПЗП и пласта за счет развития по полному объему пласта сети глубоких трещин и каналов фильтрации, с инициированием процессов очистки и трещинообразования в пониженных по проницаемости областях, увеличение охвата эффективным воздействием и по толщине, и по простиранию пласта, расширение функциональных возможностей способа и устройства.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе обработки продуктивного пласта, включающем циклически чередующиеся операции репрессии на пласт с закачкой в пласт технологических жидкостей и депрессии на пласт с вызовом притока, волновое воздействие упругими колебаниями на обрабатываемую среду гидродинамическим генератором, установленным в скважине напротив продуктивного интервала, регулирование величины и/или скорости создания репрессии и депрессии в циклах, проведение управляемого по амплитудно-частотным параметрам регулярного волнового воздействия и осуществление мониторинга развития в пластовой среде фильтрационных процессов, декольматации и трещинообразования, на основе которого в режиме обратной связи определяют и назначают параметры регулирования, параметры волнового воздействия в последующих циклах репрессии и депрессии и длительность данных циклов во времени, согласно изобретению величины и/или скорости создания репрессии и депрессии в циклах регулируют с последовательным их возрастанием, при этом начальные их минимальные значения определяют и назначают в зависимости от фильтрационно-емкостных параметров пластовой среды и одновременно периодически создают в скважинной жидкости гидроударные импульсы давления.

При этом в оптимальном варианте изобретения целесообразно:

- при регулировании параметров циклов депрессии и репрессии осуществлять запись и анализ поступающих из пласта сигналов акустической эмиссии или электромагнитных эмиссионных сигналов, их фрактальный анализ в режиме реального времени;

- в начале реализации способа, а также периодически по ходу циклов репрессии и депрессии осуществлять гидродинамическое тестирование призабойной зоны пласта, результаты которого учитывать при мониторинге развития в пластовой среде фильтрационных процессов, декольматации и трещинообразования;

- по крайней мере, в одном из циклов репрессии одновременно с волновым воздействием в обрабатываемую пластовую среду закачивать сжимаемые жидкости с последующим их извлечением при создании импульсных депрессий, при этом в качестве сжимаемых жидкостей можно использовать газожидкостные смеси, водонефтяные эмульсии, пены, химические реагенты;

- сжимаемые жидкости создавать непосредственно в процессе обработки в ходе закачки технологических жидкостей в пласт, при этом в качестве вводимого в жидкости газа использовать углекислый газ, углеводородные газы, азот, воздух, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания устьевой техники или их смеси или использовать газ, образующийся в результате химической реакции реагентной технологической жидкости с породами коллектора пласта;

- при управлении амплитудно-частотными параметрами волнового воздействия возбуждать в пласте поличастотные упругие колебания с набором доминантных частот в диапазоне 0,1-1800 Гц, при этом в процессе обработки регистрировать сигналы сейсмоакустической эмиссии из пластовой среды, а доминантные частоты поличастотного воздействия определять на основе анализа сигналов данных излучений.

Поставленная задача решается также тем, что известное скважинное оборудование, включающее струйный насос, установленный на пакере на колонне труб, резонатор-преобразователь, сообщенный с выходом гидродинамического генератора колебаний расхода и выполненный в виде трубы, причем резонатор-преобразователь установлен нижним кольцом на уровне интервала перфорации, а гидродинамический генератор расположен под пакером и гидравлически связан с линией нагнетания через переточный канал пакера, согласно изобретению снабжено гидроударным устройством, выполненным в виде установленного на колонне труб корпуса с впускными каналами, внутри которого размещены с возможностью осевого перемещения цилиндры с центральными переточными каналами, снабженные запорными элементами.

При этом запорные элементы могут быть выполнены в виде шариков с седлами, а цилиндры снабжены центральным переточными каналом и боковыми переточными каналами.

Также запорные элементы могут быть выполнены в виде снабженного переточными каналами разной площади сечения поршня с возможностью осевого перемещения, ограниченного упругими элементами.

Резонатор-преобразователь может быть выполнен с возможностью установки с упором на забой скважины.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

На всех этапах разработки залежей нефтяных месторождений фильтрационное состояние продуктивной геологической среды в призабойных зонах и между скважинами непрерывно изменяется. Сам процесс добычи углеводородов - бурение скважин, извлечение нефти из подземных пластов, закачка больших объемов вытесняющего агента вызывают сильные возмущения данного состояния горной среды пластов и отклонения его от естественного состояния. Отрицательные изменения происходят во времени и в процессах бурения скважин, под влиянием буровых жидкостей и изменения полей напряжений при выемке породы, и в процессах дальнейшей эксплуатации при загрязнении каналов проницаемости привнесенными механическими, илистыми частицами, парафинами, смолами, продуктами окислительной полимеризации нефти.

В осложненных условиях разработки серьезные проблемы связаны с неполным освоением скважин, когда в работу подключаются лишь наиболее проницаемые слои пропластки вскрытой толщины пласта или трещины в карбонатных пластах.

Для обеспечения достаточно высоких показателей притока нефти на всех этапах эксплуатации скважин, начиная с их освоения после бурения, проводят обработки пластовой среды в их призабойных зонах.

Проведение циклически чередующихся операций репрессии па пласт с закачкой в пласт технологических жидкостей и депрессии на пласт с вызовом притока одновременно с волновым воздействием упругими колебаниями на обрабатываемую среду позволяет в ходе обработок осуществлять очистку поровых каналов с развитием новых каналов фильтрации в пористой среде. Однако в ходе обработки может происходить неравномерная по вскрытой толщине и по простиранию пласта очистка среды ПЗП с преимущественной очисткой наиболее проницаемых каналов и трещин, возникновение анизотропии фильтрационных потоков и уход технологических жидкостей в непроизводительные зоны пласта.

Согласно предлагаемому изобретению для обеспечения нового качества обработки при регулировании величин и/или скоростей создания репрессии и депрессии в циклах с начала обработки их начальные величины выбирают в зависимости от конкретных геолого-физических условий минимальными, а далее в ходе последующих циклов - с последовательным возрастанием проводят управляемое по амплитудно-частотным параметрам регулярное волновое воздействие и одновременно периодически создают в скважинной жидкости гидроударные импульсы давления.

При ограничении градиентов давления и скоростей фильтрации с назначением надлежащего времени создания цикла и при управлении амплитудно-частотными параметрами волнового воздействия происходит равномерное насыщение кольцевой области вокруг скважины технологической жидкостью с достижением полного охвата вскрытой толщины пласта, поскольку в данных условиях одновременно с процессами очистки и растрескивания происходит выравнивание скоростей фильтрации в зонах различной проницаемости. В этих условиях одновременно с созданием гидроударных импульсов давления по насыщающей жидкости достигается синергетический эффект направленного изменения структуры трещиновато-пористой среды коллектора и ее проницаемости - в заданной кольцеобразной зоне вокруг скважины. Вместе с ее насыщением технологической жидкостью и процессами повышения и сброса давления в поровых каналах по всей толщине пласта происходит добавочное растрескивание среды, обеспечивается наиболее эффективная очистка данной кольцевой области с выносом кольматантов и продуктов реакции в скважину.

Таким образом, в кольцевой области по всей толщине пласта инициируются качественно новые процессы очистки, изменения проницаемости одновременно с равномерным насыщением. В следующем цикле обработки происходит увеличение градиентов давления, а поскольку внедрение технологической жидкости происходит уже с увеличением радиуса фильтрации, то квадратично возрастает площадь фильтрации и вышеописанные, качественно новые процессы эффективного насыщения и растрескивания, вновь реализуются.

В результате производятся последовательная очистка и благоприятные фильтрационные изменения структуры возрастающих но радиусу кольцеобразных областей ПЗП вокруг скважины с извлечением из трещин и пор структуры горных пород пласта жидких, газообразных и твердых естественных кольматантов и продуктов реакции с увеличением в каждом последующем цикле площади фильтрации и радиуса обработки. Достигается одновременно и высокий охват продуктивного пласта по толщине и существенная глубина воздействия.

В оптимальном варианте при регулировании параметров циклов депрессии и репрессии осуществляется запись и анализ поступающих из пласта сигналов акустической эмиссии или электромагнитных эмиссионных сигналов, их фрактальный анализ в режиме реального времени. Данный анализ позволяет непрерывно осуществлять информативный и оперативный мониторинг развития в обрабатываемой пластовой среде процессов трещинообразования.

При этом целесообразно, по крайней мере в одном из циклов репрессии, одновременно с волновым воздействием в обрабатываемую пластовую среду закачивать сжимаемые жидкости с последующим их извлечением при создании импульсных депрессий, при этом в качестве сжимаемых жидкостей использовать газожидкостные смеси, водонефтяные эмульсии, пены, химические реагенты, причем сжимаемые жидкости оптимально создавать непосредственно в процессе обработки в ходе закачки технологических жидкостей в пласт, а в качестве вводимого в жидкости газа использовать углекислый газ, углеводородные газы, азот, воздух, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания устьевой техники или их смеси или использовать газ, образующийся в результате химической реакции реагентной технологической жидкости с породами коллектора пласта.

Это позволяет осуществлять оперативное регулирование величин и скоростей создания репрессий и депрессий при существенном расширении диапазона изменения этих параметров в ходе реализации способа.

Также для обеспечения максимального результата при осуществлении волнового воздействия возбуждают в пласте поличастотные упругие колебания с набором доминантных частот в диапазоне 0,1-1800 Гц, которые определяют на основе регистрации и анализа сигналов сейсмоакустической эмиссии из пластовой среды. При этом фильтрационные процессы, декольматация и трещинообразование инициируются по всем основным уровням структурной иерархии горной среды и преобразование среды происходит с максимальной интенсивностью.

Поскольку заявленный способ реализуется при работе заявленного оборудования, то описание работы и осуществления способа приведено при изложении описания работы скважинного оборудования.

Предложенное оборудование позволяет создавать в скважинной жидкости циклически чередующиеся операции репрессии на пласт, при этом одновременно с регулярным волновым воздействием на пластовую среду упругими колебаниями, периодически создаются на интервале пласта в скважинной жидкости гидроударные импульсы давления.

Кроме того, оно позволяет осуществлять согласно способу управление и регулирование величин скорости и длительности создания репрессии и депрессии в циклах, а также параметров создания гидроударных импульсов с начала обработки, при этом возможно все начальные величины выбирать и задавать в зависимости от конкретных геолого-физических условий минимальными, а далее в ходе последующих циклов - с последовательным их возрастанием.

Преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются оптимальными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 изображены рабочие элементы оборудования в системе обвязки скважины и продольный разрез его подземной части, устанавливаемой на спускаемых в скважины трубах.

На фиг.2 изображен продольный разрез оптимального варианта выполнения гидроударного устройства.

Скважинное оборудование для осуществления заявленного способа обработки продуктивного пласта (фиг.1) состоит из спускаемых в скважину на лифтовой колонне труб - 1 струйного насоса - 2, пакера с якорем - 3, гидроударного устройства - 4, гидродинамического генератора - 5 с резонатором-преобразователем - 6, снабженным газовой полостью - 7, и устьевых компонент. Через пакер и гидроударное устройство проведена центральная трубка - 8, связывающая линию подачи рабочей жидкости по трубам - 1 с гидродинамическим генератором - 5. В системе обвязки устья скважины с насосными агрегатами выделены линия выхода рабочей жидкости из межтрубного пространства скважины - 9, линия питания - 10, подключенная к спускаемой лифтовой колонне труб - 1. На линиях выхода - 9 и питания - 10 установлены автоматизированные датчики измерения и регулирования расхода - 11, 12, 13, 14, подключенные к станции сбора данных и управления 15, с компьютером - 16.

Корпус гидроударного устройства - 4 (фиг.2), установленный на центральной трубке - 8, включает кольцевую проточную линию всасывания струйного насоса - 17. В ней выполнены впускные каналы - 18, центральные переточные каналы - 19, боковые переточные каналы 20 и динамические запорные элементы: шарики - 21 с седлами-втулками - 22, подпружиненные упругими элементами - 23, размещенные в цилиндрах 24.

Способ осуществляют следующим образом.

На выбранной для осуществления обработки скважине производят предварительные работы по подготовке к проведению воздействия на продуктивный пласт, планируют территорию для расстановки техники, насосных агрегатов и прокладки коммуникаций. Проверяют техническое состояние скважины, уточняют геолого-физические характеристики вскрытого интервала пласта, его емкостные и фильтрационные параметры, профили притока, интервалы поступления воды, отбирают пробы продукции скважины, геофизическими методами определяют приемистость продуктивного пласта и ее зависимость от давления нагнетания, уточняют последние текущие сведения по режиму работы скважины и ее конструкции, в случае необходимости производят промывки скважины и дополнительную перфорацию продуктивного пласта. Производят все необходимые по регламенту работы, выбирают и подготавливают необходимые рабочие жидкости и химические агенты, оснащают устье скважины требуемой техникой, компьютерными измерительными и аналитическими комплексами.

Используя известные или полученные с помощью лабораторных исследований упругоемкостные параметры пластовой среды, определяют режимные параметры колебательного смещения и ускорения для эффективного управления параметрами виброволнового воздействия и создания ударных импульсов с целью очистки пористых сред ПЗП скважин и образования в ней микротрещин.

В скважину на насосно-компрессорных трубах - 1 спускают сборку из струйного насоса - 2, пакера с якорем - 3 с центральной трубкой через пакер - 8 и через установленное на трубе под ним гидроударное устройство - 4 на вход гидродинамического генератора упругих колебаний - 5 с резонатором-преобразователем - 6, с привязкой его нижнего конца к уровню продуктивного интервала пласта. В сборку добавляют необходимые измерительные датчики и приборы 11-15 с проводкой кабелей по трубам на устье к компьютерным комплексам - 16, при необходимости устанавливают автономные глубинные приборы, например, глубинный манометр-термометр. На устье скважины затрубные задвижки линии нагнетания рабочей жидкости в спускаемые трубы и линии ее излива по межтрубному пространству скважины снабжаются автоматизированными регуляторами и измерителями расхода и давления - 11, 12, затем линии - 9 и - 10 обвязываются с насосными агрегатами, от них прокладывают выкидные трубопроводы в технологические емкости с рабочей жидкостью. При необходимости, в линию подачи жидкости в НКТ - 10 вставляют специальный патрубок с газовым эжектором, с газовой линией, подключенной к источнику подачи газа, например к системе выхода выхлопных газов штатной насосной техники.

С использованием имеющихся геолого-промысловых данных по скважине и параметров устьевой техники, по специальным компьютерным программам определяются необходимые оптимальные геометрические параметры рабочих узлов скважинного струйного насоса, гидродинамического генератора и устьевого эжектора и осуществляется настройка данных узлов при их сборке перед спуском в скважину.

При этом для обеспечения согласования параметров возбуждения генератора колебаний в системе скважины с упругими параметрами пластовой среды с учетом свойств пластовой среды и параметров ее гидравлической связи со скважиной рассчитываются режимные давления газа в полостях гидродинамического генератора и резонатора-преобразователя, определяются рабочие диапазоны регулирования расходно-напорных характеристик подачи рабочей жидкости, обеспечивающие достижение требуемых энергетических параметров колебательного смещения и ускорения в заданных зонах вокруг скважины. Производится соответствующая подготовка узлов генератора и резонатора перед спуском в скважину.

С использованием формул Щелкачева В.Н. [Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. Москва-Ленинград: Гостоптехиздат, 1949 г., 525 с.] по имеющимся данным о плотности и сжимаемости технологической жидкости, глубине залегания пласта, пористости, проницаемости, пьезопроводности пластовой среды осуществляется компьютерный расчет режима создания забойного перепада давления для достижения минимального радиуса воздействия применительно к заданию периода времени репрессии на пласт в начальном цикле обработки скважины.

Далее с включением насосных агрегатов производят закачку технологической жидкости в НКТ по линии - 10. Осуществляется начальный цикл внедрения технологической жидкости в пласт. Поступающая с устья скважины технологическая жидкость, протекая через центральную трубку пакера - 8 на гидродинамический генератор - 5, внедряется через перфорационные каналы в пласт. Заданный начальный уровень репрессии при этом, согласно полученным расчетным данным, создается через компьютер - 16 и станцию управления авторегулированием расхода и давления - 15 на датчиках регулирования - 11-13 на линии закачки 10 и выкидной линии - 9. При этом определенная (достаточно большая) часть расхода жидкости, проходя через генератор с резонатором-преобразователем - 6, поступает на вход устройства для создания гидроударных импульсов давления - 4 и далее через камеру смещения струйного насоса - 2 по межтрубному пространству на устье скважины.

На интервале пласта в скважинной жидкости генерируются регулярные колебания расхода и давления с эффективной передачей волновой энергии в пластовую среду.

При протекании расхода жидкости через гидроударное устройство - 4 (фиг.2) при определенном увеличении расхода через кольцевую проточную линию - 17 происходит при попадании шариков - 21 в седла-втулки - 22 скачкообразное запирание в каналах - 19 потока поступающей через впускные каналы - 18 жидкости, с образованием обратного гидроудара в межтрубном объеме жидкости под пакером. Затем при перемещении седел-втулок - 22 в сторону сжатия пружин -23 открываются боковые переточные каналы - 20, происходит выравнивание давления в каналах, и под действием пружин - 23 седла-втулки отбрасывают шарики - 21 в исходное положение. Данные процессы периодически повторяются, создаются поступающие в пластовую среду гидроударные импульсы.

Происходит фильтрационное внедрение технологической жидкости с растрескиванием среды по всему вскрытому интервалу пласта. По истечении периода времени создания репрессии по команде измерительно-аналитического компьютерного комплекса - 15, 16 производится смена режима работы - происходит необходимое изменение расходно-напорных параметров в линиях нагнетания - 10 и излива - 9, обеспечивающее включение в работу струйного насоса - 2 и режим заданной репрессии сменяется режимом создания депрессии на пласт. При этом возникает обратный поток жидкости в скважину из пластовой среды. Происходит очистка перфорационных каналов и трещин по всему интервалу пласта. Вытекающая из пласта жидкость поступает в приемные отверстия - 18 гидроударного устройства - 4 и далее через пакер - 3 в камеру смешения струйного насоса - 2, где, смешиваясь с сопловой жидкостью, приобретает необходимое давление для подъема на устье скважины в выкидную линию - 9. Возможность регулирования расхода через центральную трубку - 8, проходящую на гидродинамический генератор через пакер - 3, позволяет осуществлять при создании регулируемой депрессии также функционирование гидродинамического генератора - 5 и гидроударного устройства - 4 в рабочем режиме. Резко возрастает качество фильтрационного преобразования среды.

Осуществляется мониторинг развития в пластовой среде фильтрационных процессов и трещинообразования, согласно сигналам с датчиков, их компьютерной обработке в режиме обратной связи задаются и аналогичным образом осуществляются режимы репрессии и депрессии в последующих циклах реализации способа, причем всегда выбирается такой режим создания репрессии и закачки, что забойное давление при своем повышении достигает определенной локальной величины, определяемой текущими фильтрационными свойствами пласта.

При этом с изменением текущих фильтрационных характеристик и упругоемкости пластовой среды вблизи скважины работой программно-управляющего комплекса производится постоянная корректировка диапазона регулирования напорно-расходных характеристик протекания жидкости по линиям закачки - 10 и излива - 9 с осуществлением сигнального управления через автоматизированные датчики - 11, 12, 13 на устье.

При вызове притока, при включении в работу струйного насоса - 2 внедренная технологическая жидкость извлекается с повышенным выходом загрязнений из ПЗП и выносится на устье скважины в желобные емкости. После каждого цикла обработки оценивается приемистость скважины. Обработка прекращается при достижении проектных показателей или при достижении стабилизации изменений приемистости в ходе циклов обработки.

Пример осуществления способа

Для проведения операций способа по обработке ПЗП коллектора пласта выбрана добывающая скважина, вскрывающая в интервале глубин 1597,0-1609,0 м пласт D3_fm, представленный продуктивными мелкотрещиноватыми пористо-кавернозными разностями, залегающими среди плотных кристаллических известняков фаменского яруса, пористостью 10%, средней проницаемостью - 0,02 мкм². Текущий забой 1592,0 м. Текущий дебит жидкости - 2,3 м³/сут, обводненность продукции - 22,5%, динамический уровень - 1145 м, пластовое давление - 13,7 МПа. Плотность пластовой нефти - 911 кГ/м³, газовый фактор - 13 м³/т. Модуль всестороннего сжатия Е·10^-4=4,263 МПа, коэффициент Пуассона σ=0,26.

Скважина обсажена эксплуатационной колонной 146 мм с толщиной стенок 7,75 мм.

После проведения подготовительных работ, промывки, отбивки забоя, шаблонирования колонны спустили на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 73 мм (2,5") компоновку с оборудованием технологического комплекса НПП «ОЙЛ-ИНЖИНИРИНГ» - последовательно: патрубок с глубинным манометром-термометром, узел с гидродинамическим генератором колебаний ГД2В-20 с резонатором-преобразователем, в котором газовая полость заполнена азотом, узел с гидроударным устройством, пакерный узел (пакер ПРО-ЯМО-ЯГ + 1 труба НКТ). С привязкой по радиоактивному каротажу и локатору муфт установили конец резонатора-преобразователя на глубине 1603 м.

Обвязали устье скважины с двумя насосными агрегатами СИН-31.

Сменили объем жидкости в скважине на нефть.

К колонне скважины подключили измерительно-аналитический комплекс «НПП ОЙЛ-ИНЖИНИРИНГ» для регистрации записи и анализа устьевых давлений и расходов в линиях нагнетания и излива (тензодатчики ЛХ-412, ЛХ-417, расходометр Сова-3Т), забойного давления и температуры (КСА А/7), а также акустических сигналов из пласта по обсадной колонне, представленный тензодатчиками ЛХ-410, датчиком КСА А/7, пьезоэлектрическими преобразователями типа ДН-3-М1 и ДН-4-М1 и АР48, ВШВ-003-М3 и ЛТР22, устройствами предварительного усиления сигналов, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) Е-330, компьютером на базе процессора Intel Pentium-M, оснащенным специальным программным обеспечением. На устьевой арматуре установили автоматизированные датчики регулирования расходов ASCO, КПТ (15кч 892п1М).

Начинается реализация способа по инициированию развития в пластовой среде внутренних процессов очистки, разупрочнения структуры пористой среды и трещинообразования по полному объему пласта.

Для этого одновременно с репрессионно-депрессионными изменениями забойного давления целесообразно создание в среде упругих колебаний с частотно-энергетическим режимом, который определяется заданием колебательного ускорения и колебательного смещения ξ.

При этом режимные параметры колебательного ускорения и смещения для достижения эффектов воздействия по методике авторов изобретений оцениваются как: и g - величина ускорения свободного падения, - характерный диаметр поровых каналов среды, который оценивают по коэффициентам проницаемости k и пористости m с использованием формул Ф.И.Котяхова:

Здесь подставляется значение коэффициента проницаемости k в единицах мкм².

При этом необходимый для реализации способа частотный диапазон колебательного воздействия определяется по методике авторов по соотношениям колебательного ускорения и смещения из условия минимума интенсивности колебаний как (80÷350) Гц.

С использованием известных данных о свойствах рабочей жидкости, пористой среды пласта, используемого для наполнения полостей генератора и резонатора газа, с учетом полученного частотного диапазона колебательного воздействия рассчитываются по компьютерной программе «РЕЖИМ-авто-S» режимное давление газа в газовых полостях резонатора-преобразователя и гидродинамического генератора, которое равно 2,5 МПа. Расчетный диапазон регулирования расходов и давлений закачки рабочей жидкости на устье (9,0-15.0) дм³/с, в том числе для расхода через генератор - (2,2-4,0) дм³/с и перепада давления - (11,0-20,0) МПа режимный перепад давления на генераторе (11,0-20,0) МПа. Эти данные учтены при подготовке оборудования перед спуском при заправке полостей рабочим газом, также они используются программно-управляющим комплексом в процессе автоматизированного управления режимом осуществления способа.

Начинается осуществление первого цикла обработки. Сначала производилась прокачка рабочей жидкости - воды через трубы в режиме циркуляции через желобную емкость с расходом 9-12 дм³/с при давлении 9-12 МПа в течение 20-40 мин, затем осуществлялся цикл репрессии на пласт с соответственным регулированием расхода на устьевом датчике линии излива с закачкой воды в пласт в течение 5-10 мин с последующим открытием затрубья для излива и включением прокачки жидкости по круговой циркуляции с расходом 9-15 дм³/с в течение 10-20 мин. Циклы закачка - излив повторялись. Одновременно по записям сигналов АЭ из пласта в дискретные моменты времени с работой компьютера измерительно-аналитического комплекса осуществлялся контроль изменения состояния пластовой среды.

На фиг.3 представлены диаграммы забойного давления и температуры, а на фиг.4 - диаграммы шумометрии, получаемые программно-управляющим комплексом на этапах реализации способа.

На одном из этапов к устьевой арматуре через смеситель подключили два кислотных агрегата для параллельной работы. Приемные шланги насосных агрегатов установили в технологическую емкость объемом 30 м³, заполненную нефтью. От затрубной задвижки проложили выкидную линию в технологическую емкость. Произвели закачку и задавку в пласт последовательно соляной кислоты (24-28%) и нефтекислотной эмульсии (50%). Закачали в пласт 2 м³ соляной кислоты + 2 м³ нефтекислотной эмульсии. Произвели закачку в пласт последовательно 8 м³ нефтекислотной эмульсии, 1 м³ соляной кислоты, 6 м³ нефтекислотной эмульсии, 1 м³ соляной кислоты. Затем продавили в пласт 13 м³ нефти.

Произвели завершающие работы по извлечению глубинного оборудования и пуску скважины в эксплуатацию. Провели геофизические исследования. На фиг.5 представлены результаты дебитометрии скважины, полученные до и после осуществления способа.

Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно повысить эффективность и рентабельность обработок скважин за счет оптимизации последовательности операций при осуществлении технологического процесса, повышения качества операций очистки, более полного разупрочнения и растрескивании горной среды, сокращения энерго- и трудозатрат, сроков ввода скважин в эксплуатацию, увеличения межремонтного периода эксплуатации скважины, оптимизации расходов химреагентов, повышения производительности и условий труда.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при проведении работ по повышению продуктивности скважин и регулированию профилей притока и приемистости в условиях недостаточной проницаемости коллекторов. Техническим результатом является повышение эффективности воздействия и направленного преобразования горной среды призабойной зоны и пласта и расширение функциональных возможностей устройства. Способ обработки продуктивного пласта заключается в циклически чередующейся операции репрессии на пласт с закачкой в пласт технологических жидкостей и депрессии на пласт с вызовом притока. Осуществляют волновое воздействие упругими колебаниями на обрабатываемую среду гидродинамическим генератором, установленным в скважине напротив продуктивного интервала. Регулируют величины и/или скорости создания репрессии и депрессии в циклах. Проводят управляемое по амплитудно-частотным параметрам регулярное волновое воздействие. Осуществляют мониторинг развития в пластовой среде фильтрационных процессов, декольматации и трещинообразования, на основе которого в режиме обратной связи определяют и назначают параметры регулирования, параметры волнового воздействия в последующих циклах репрессии и депрессии и длительность данных циклов по времени. Причем величины и/или скорости создания репрессии и депрессий в циклах регулируют с последовательным их возрастанием. При этом начальные их минимальные значения определяют и назначают в зависимости от фильтрационно-емкостных параметров пластовой среды и одновременно периодически создают в скважинной жидкости гидроударные импульсы давления. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.

1. Способ обработки продуктивного пласта, включающий циклически чередующиеся операции репрессии на пласт с закачкой в пласт технологических жидкостей и депрессии на пласт с вызовом притока, волновое воздействие упругими колебаниями на обрабатываемую среду гидродинамическим генератором, установленным в скважине напротив продуктивного интервала, регулирование величины и/или скорости создания репрессии и депрессии в циклах, проведение управляемого по амплитудно-частотным параметрам регулярного волнового воздействия и осуществление мониторинга развития в пластовой среде фильтрационных процессов, декольматации и трещинообразования, на основе которого в режиме обратной связи определяют и назначают параметры регулирования, параметры волнового воздействия в последующих циклах репрессии и депрессии и длительность данных циклов по времени, отличающийся тем, что величины и/или скорости создания репрессии и депрессий в циклах регулируют с последовательным их возрастанием, при этом начальные их минимальные значения определяют и назначают в зависимости от фильтрационно-емкостных параметров пластовой среды и одновременно периодически создают в скважинной жидкости гидроударные импульсы давления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при регулировании параметров циклов депрессии и репрессии осуществляют запись и анализ поступающих из пласта сигналов акустической эмиссии или электромагнитных эмиссионных сигналов, их фрактальный анализ в режиме реального времени.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в начале реализации способа, а также периодически по ходу циклов репрессии и депрессии осуществляют гидродинамическое тестирование призабойной зоны пласта, результаты которого учитывают при мониторинге развития в пластовой среде фильтрационных процессов, декольматации и трещинообразования.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, в одном из циклов репрессии, одновременно с волновым воздействием в обрабатываемую пластовую среду закачивают сжимаемые жидкости с последующим их извлечением при создании импульсных депрессий, при этом в качестве сжимаемых жидкостей используют газожидкостные смеси, водонефтяные эмульсии, пены, химические реагенты.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сжимаемые жидкости создают непосредственно в процессе обработки в ходе закачки технологических жидкостей в пласт, при этом в качестве вводимого в жидкости газа используют углекислый газ, углеводородные газы, азот, воздух, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания устьевой техники или их смеси или используют газ, образующийся в результате химической реакции реагентной технологической жидкости с породами коллектора пласта.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при управлении амплитудно-частотными параметрами волнового воздействия возбуждают в пласте поличастотные упругие колебания с набором доминантных частот в диапазоне 0,1-1800 Гц, при этом в процессе обработки регистрируют сигналы сейсмоакустической эмиссии из пластовой среды, а доминантные частоты поличастотного воздействия определяют на основе анализа сигналов данных излучений.

7. Скважинное оборудование для обработки призабойной зоны пласта, включающее струйный насос, установленный на пакере на колонне труб, резонатор-преобразователь, сообщенный с выходом гидродинамического генератора колебаний расхода и выполненный в виде трубы, причем резонатор-преобразователь установлен нижним концом на уровне интервала перфорации, а гидродинамический генератор расположен под пакером и гидравлически связан с линией нагнетания через переточный канал пакера, отличающееся тем, что оно снабжено гидроударным устройством, выполненным в виде установленного на колонне труб корпуса с впускными каналами, внутри которого размещены с возможностью осевого перемещения цилиндры с центральными переточными каналами, снабженными запорными элементами.

8. Скважинное оборудование по п.7, отличающееся тем, что запорные элементы выполнены в виде шариков с седлами, а цилиндры снабжены центральными переточными каналами и боковыми переточными каналами.

9. Скважинное оборудование по п.7, отличающееся тем, что цилиндры снабжены переточными каналами разной площади сечения.