СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2014 года по МПК E21B43/267 E21B29/10 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважин.

Известен способ гидроразрыва пласта, в котором предварительно производят анализ технической воды, тестируют гелеобразователь на растворимость в воде и структурообразование, при удовлетворительном результате растворяют гелеобразователь в воде и вновь тестируют на структурообразование, при удовлетворительных результатах в раствор гелеобразователя в воде добавляют стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, закачивают в скважину полученный раствор и в процессе закачки в раствор вводят деструктор и сшиватель, образуя тем самым жидкость разрыва, закачкой заменяют объем скважины на жидкость разрыва, останавливают закачку и производят запись спада давления, возобновляют закачку жидкости разрыва с рабочим расходом на гидравлический разрыв, закачивают «подушку» жидкости разрыва в объеме от 3 до 6 м³, затем выполняют закачку пробной пачки жидкости разрыва с проппантом массой до 1 т с концентрацией от 30 до 200 кг/м³, доводят ее до интервала перфорации, отмечают начальное устьевое давление и затем регистрируют характер его изменения в процессе прохождения пачки через интервал перфорации и движения ее по трещине, пачку продавливают жидкостью разрыва без проппанта в объеме 1,5-1,8 м³, производят продавку жидкости разрыва в объеме, равном объему колонны насосно-компрессорных труб, подпакерной зоны до кровли интервала перфорации и еще 2-4 м³, останавливают продавку и производят запись спада давления, производят запись и обработку интенсивности снижения устьевого давления, полученные данные обрабатывают, получают данные об эффективности работы жидкости разрыва, значении давления, градиента напряжения в пласте, времени и давлении смыкания трещины, поровом давлении в коллекторе, гидравлических потерях давления в интервале перфорации и призабойной части пласта, на основе полученных данных производят адаптацию проектных данных процесса гидроразрыва к полученным данным обработки тестовой закачки, откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и проведения уточненного варианта гидроразрыва, изменяют первоначальный план проведения основного процесса гидроразрыва путем замены первоначальных данных горно-геологических коэффициентов на полученные программой после проведения процесса тестовой закачки, проводят измененный основной процесс гидроразрыва, при проведении измененного основного процесса гидроразрыва на основе произведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической воды и приготовление геля с проведением тестирования, при удовлетворительных результатах теста процесс гидроразрыва проводят в соответствии с измененным планом, где объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации, при выявлении роста устьевого давления при закачке пробной пачки жидкости разрыва с проппантом на величину от 1 до 2,5 МПа увеличивают объем закачиваемого проппанта малой и средней фракции 20/40, 16/30 и 16/20 меш на минимальных концентрациях от 30 до 120 кг/м³ до 800-1000 кг на стадию, эффективность данного мероприятия оценивают по снижению устьевого давления по мере прохождения данной пачки проппанта через зону перфорации и при снижении давления на 1 и более МПа делают вывод, что гидравлическая связь с пластом улучшена и процесс гидроразрыва следует выполнять согласно запланированным параметрам по измененному плану, при отсутствии признаков восстановления связи с пластом концентрацию подачи проппанта в следующих стадиях снижают, ограничиваясь максимальными значениями до 350-400 кг/м³, закачку проппантно-гелевой смеси выполняют двумя порциями, в первой порции дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей полный процесс разложения геля, и времени смыкания трещины не менее 12 часов, во второй порции дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей процесс полного разложения геля, и времени смыкания трещины не более 4 часов, по окончании закачки проппантно-гелевой смеси насосные агрегаты останавливают и производят запись спада давления для получения информации о качестве проведения процесса гидроразрыва, об интенсивности спада давления, наличии остаточной связи с пластом, отсутствии эффекта перепродавки, после чего устье скважины закрывают, скважину оставляют для ожидания спада давления, по окончании необходимого времени для деструкции геля производят стравливание остаточного устьевого давления до атмосферного, начало стравливания избыточного давления производят по истечении 4-х часов, при давлении свыше 4 МПа на устьевом манометре стравливание производят с расходом не более 30 л/мин до атмосферного, а при давлении менее 4 МПа на устьевом манометре стравливание производят полным открытием устьевой задвижки, устье скважины разгерметизируют, производят срыв пакера и подъем подземного оборудования (Патент РФ №2453694, опубл. 20.06.2012).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ гидроразрыва пласта, согласно которому предварительно производят анализ технической воды, тестируют гелеобразователь на растворимость в воде и структурообразование, при удовлетворительном результате растворяют гелеобразователь в воде и вновь тестируют на структурообразование, при удовлетворительных результатах в раствор гелеобразователя в воде добавляют стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, закачивают в скважину полученный раствор и в процессе закачки в раствор вводят деструктор и сшиватель, образуя тем самым жидкость разрыва, закачкой заменяют объем скважины на жидкость разрыва, останавливают закачку и производят запись спада давления, возобновляют закачку жидкости разрыва с рабочим расходом на гидравлический разрыв, закачивают «подушку» жидкости разрыва в объеме от 3 до 6 м³, затем выполняют закачку пробной пачки жидкости разрыва с проппантом массой до 1 т с концентрацией от 30 до 200 кг/м³, доводят ее до интервала перфорации, отмечают начальное устьевое давление и затем регистрируют характер его изменения в процессе прохождения пачки через интервал перфорации и движения ее по трещине, пачку продавливают жидкостью разрыва без проппанта в объеме 1,5-1,8 м³, производят продавку жидкости разрыва в объеме, равном объему колонны насосно-компрессорных труб, подпакерной зоны до кровли в интервале перфорации и еще 2-4 м³, останавливают продавку и производят запись спада давления, производят запись и обработку интенсивности снижения устьевого давления, полученные данные обрабатывают, получают данные об эффективности работы жидкости разрыва, значении давления, градиента напряжения в пласте, времени и давлении смыкания трещины, поровом давлении в коллекторе, гидравлических потерях давления в интервале перфорации и призабойной части пласта, на основе полученных данных производят адаптацию проектных данных процесса гидроразрыва к полученных данным обработки тестовой закачки, откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и проведения уточненного варианта гидроразрыва, изменяют первоначальный план проведения основного процесса гидроразрыва путем замены первоначальных данных горно-геологических коэффициентов на полученные программой после проведения процесса тестовой закачки, проводят измененный основной процесс гидроразрыва, при проведении измененного основного процесса гидроразрыва на основе произведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической воды и приготовление геля с проведением тестирования, при удовлетворительных результатах теста, процесс гидроразрыва проводят в соответствии с измененным планом, где объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации, закачку проппантно-гелевой смеси выполняют двумя порциями, в первой порции устанавливают концентрацию проппанта до 300 кг/м³, дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей полный процесс разложения геля и времени смыкания трещины не менее 12 часов, во второй порции устанавливают концентрацию проппанта свыше 300 кг/м³, дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей процесс полного разложения геля и времени смыкания трещины не более 4 часов, по окончании продавки проппантно-гелевой смеси насосные агрегаты останавливают и производят запись спада давления для получения информации о качестве проведения процесса гидроразрыва, об интенсивности спада давления, наличии остаточной связи с пластом, отсутствии эффекта перепродавки, после чего устье скважины закрывают, оборудование демонтируют и скважину оставляют для ожидания спада давления, по окончании необходимого времени для деструкции геля производят стравливание остаточного устьевого давления до атмосферного, начало стравливания избыточного давления производят по истечении 4-х часов, при давлении свыше 4 МПа на устьевом манометре стравливание производят с расходом не более 30 л/мин до атмосферного, а при давлении менее 4 МПа на устьевом манометре стравливание производится полным открытием устьевой задвижки, устье скважины разгерметизируют, производят срыв пакера и подъем подземного оборудования (Патент РФ №2453695, опубл. 20.06.2012 - прототип).

Общим недостатком известных способов является невозможность проведения процесса гидроразрыва в скважине с изношенной эксплуатационной колонной.

В предложенном изобретении решается задача повышения качества интенсификации скважины с изношенной эксплуатационной колонной, оборудованной цементируемой летучкой малого диаметра, установленной с упором на забой.

Задача решается тем, что в способе интенсификации работы скважины, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, согласно изобретению при наличии изношенной эксплуатационной колонны в скважине устанавливают с упором на забой летучку, перекрывающую изношенную часть эксплуатационной колонны, межтрубное пространство между летучкой и эксплуатационной колонной цементируют, интервал продуктивного пласта перфорируют, в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером, пакер устанавливают в эксплуатационной колонне выше летучки на 8-30 м, при проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по колонне насосно-компрессорных труб и летучке, закачивают объем проппанта, достаточный для качественного проведения гидроразрыва при высоких значениях концентрации песчано-жидкостной смеси и расхода жидкости.

Сущность изобретения

Проведение гидроразрыва пласта в скважине с изношенной эксплуатационной колонной, оборудованной установленной с упором на забой летучкой меньшего, чем эксплуатационная колонна диаметра, представляет определенные трудности. Наличие летучки, представляющей собой колонну труб с диаметром меньшим, чем диаметр эксплуатационной колонны, уменьшает диаметр скважины. Для установки пакера в летучке такого уменьшенного диаметра приходится применять колонну насосно-компрессорных труб малого диаметра от 60 до 73 мм, обладающей малой пропускной способностью. При нагнетании жидкости разрыва с расклинивающим материалом по такой колонне происходит рост давления из-за малого проходного сечения. В большинстве случаев невозможно закачать достаточно большой объем проппанта и создать высокую концентрацию расклинивающего агента для создания оптимальных параметров трещины разрыва, также высоки риски получения технологического «стопа» при гидроразрыве. В предложенном изобретении решается задача обеспечения качественного гидроразрыва в скважине с изношенной эксплуатационной колонной, оборудованной летучкой малого диаметра, установленной с упором на забой. Задача решается следующим образом.

Основным нагрузкам подвергается нижняя часть эксплуатационной колонны. Как правило, нарушения целостности эксплуатационной колонны возникают в нижней части. Проводить гидроразрыв в такой колонне не представляется возможным из-за опасения разрушения колонны и заколонного цементного камня. Поэтому перед проведением гидроразрыва скважину оборудуют компоновкой, представленной на фиг.1. На фиг.1 обозначены: 1 - изношенная эксплуатационная колонна скважины, 2 - летучка, 3 - забой скважины, 4 - колонна насосно-компрессорных труб, 5 - пакер, 6 - продуктивный пласт.

Скважину с изношенной эксплуатационной колонной 1 оборудуют летучкой 2, устанавливаемой с упором на забой 3. Летучку 2 применяют, как правило, диаметром 114 мм. Летучкой 2 перекрывают все дефектные места в нижней части эксплуатационной колонны 1. Межтрубное пространство между летучкой 2 и изношенной эксплуатационной колонной 1 цементируют. Интервал продуктивного пласта 6 перфорируют через летучку 2. Перед проведением гидроразрыва спускают колонну насосно-компрессорных труб 4 диаметром 89 мм, т.е. колонну с диаметром, классически применяемым при стандартном гидроразрыве. На конце колонны 4 спускают пакер 5.

Пакер устанавливают в эксплуатационной колонне выше летучки на 8-30 м.

Установка пакера ниже 8 м от летучки отрицательно воздействует на цементный камень в межтрубном пространстве между летучкой и эксплуатационной колонной. Установка пакера выше 30 м от летучки вовлекает в работу повышенный объем эксплуатационной колонны и может привести к появлению дефектных мест в колонне.

При проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по колонне насосно-компрессорных труб и летучке при высоких значениях концентрации песчано-жидкостной смеси и расхода жидкости. Как и при гидроразрыве в скважине с неизношенной эксплуатационной колонной гидроразрыв включает тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва.

Гидроразрыв проводят в скважинах, оборудованных летучкой, с применением колонны насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм. В случае проведения гидроразрыва в скважинах с летучками со спуском колонны насосно-компрессорных труб с наружным диаметром менее 89 мм, например, 60 или 73 мм, то в процессе гидроразрыва проявляются осложнения в виде роста давления из-за малого проходного сечения в колонне насосно-компрессорных труб и пакера малого диаметра. В результате значительные потери на трение могут привести к незапланированному технологическому «стопу» - остановке закачки. Стандартные действия в целях исключения преждевременного «стоп» заключаются в снижении вязкости жидкости разрыва, низком расходе и концентрации закачиваемого проппанта и, как следствие, уменьшении общего объема расклинивающего материала, что приводит к кратному снижению эффективности процесса гидроразрыва пласта.

В предлагаемом способе процесс гидроразрыва пласта проводят в скважинах с изношенной эксплуатационной колонной, оборудованной летучкой, по колонне насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с установленным пакером выше летучки, без ограничений концентрации, количества закачиваемого проппанта, расхода жидкости.

Пример конкретного выполнения

Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины.

Скважиной вскрыт пласт Д1а в интервале 1620,2-1624,8 м. Литология объекта: Д1а - песчаники (фазовая проницаемость 113 мД, пористость 20,2%, глинистость 1,1%).

Забой скважины находится на глубине 1668 м, изношенная часть эксплуатационной колонны распространяется от забоя до глубины 1250 м.

В скважину с изношенной эксплуатационной колонной диаметром 146 мм спускают с упором на забой летучку диаметром 114 мм в интервал 1204,6-1668 м и длиной 463,4 м. Верх летучки находится на глубине 1204,6 м. Цементируют межтрубное пространство между летучкой и эксплуатационной колонной. В интервале продуктивного пласта проводят перфорацию через летучку.

Спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером, сажают пакер выше летучки на 8 м.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q - 240 м³/сут, при начальном давлении P=24 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,0 г/см³ без предварительного насыщения призабойной зоны.

Производят тестовую закачку с записью спада давления и обработкой полученных данных по спаду давления - в объеме 28 м³ жидкости разрыва с добавлением 500 кг проппанта фракции 20/40. Пробная пачка прошла интервал перфорации с падением давления на 1,5 МПа. Полученные данные обрабатывают, получают данные об эффективности работы жидкости разрыва, значении чистого давления, градиента напряжения в пласте, времени и давлении смыкания трещины, поровом давлении в коллекторе, гидравлических потерях давления в интервале перфорации и призабойной части пласта. На основе полученных данных производят адаптацию проектных данных процесса гидроразрыва к полученным данным обработки тестовой закачки.

Откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и уточнения плана проведения гидроразрыва. На основе произведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической жидкости и приготовление жидкости разрыва с проведением тестирования. Результаты теста удовлетворительны. Процесс гидроразрыва проводят в соответствии с составленным уточненным планом с конечной концентрацией проппанта 630 кг/м³ и давлении на устье скважины начальным 32 МПа, конечным 33 МПа, где объем конечной продавки определяют как объем дополнительной эксплуатационной колонны до кровли интервала перфорации за вычетом объема расчетной не до продавки 200 литров смеси. Рабочий расход при основном процессе 2,7-2,9 м³/мин. По окончании продавки проппантно-гелевой смеси насосные агрегаты останавливают и производят запись спада давления, после чего устье скважины закрывают, оборудование демонтируют и скважину оставляют для ожидания спада давления. По окончании необходимого времени для деструкции геля производят стравливание остаточного устьевого давления до атмосферного. Начало стравливания избыточного давления производят по истечении 12-ти часов. Устье скважины разгерметизируют, производят срыв и подъем пакерного оборудования.

Скважина введена в эксплуатацию через 5 суток после завершения работ по гидроразрыву пласта с увеличением дебита жидкости с 3 м³/сут до 24 м³/сут без увеличения роста обводненности, коэффициент продуктивности вырос более чем в 9 раз.

Пример 2. Выполняют, как пример 1.

Спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером, сажают пакер выше летучки на 20 м.

Пример 3. Выполняют, как пример 1.

Спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером, сажают пакер выше летучки на 30 м.

Результаты по примерам 1-3 следующие.

В предлагаемом способе интенсификации скважины применяется пакерная система и колонна насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с установкой выше глубины летучки в отличие от стандартного способа. Благодаря этому возможно создание высоких значений концентрации песконесущей смеси - от 500 кг/м³ и выше (в 2-3 раза выше, чем при проведении гидроразрыва контрольным способом), более низких устьевых давлений (в 1,5-2,5 раза меньших, чем при контрольном способе), что в большинстве случаев невозможно при проведении гидроразрыва через колонну насосно-компрессорных труб диаметром 60-73 мм. В итоге предложенный способ позволяет создавать наиболее оптимальную по геометрии трещину с гораздо более высокими значениями продуктивности чем при стандартном способе. Сравнительные параметры полученных показателей работы скважины говорят о более эффективном гидроразрыве пластов предложенном способом, без увеличения затрат на подготовительные работы и применением только стандартного оборудования.

По сравнению с гидроразрывом по колонне диаметром 73 мм гидроразрыв по колонне диаметром 89 мм позволяет применять максимальный расход при закачке 2,9 вместо 2,5 м³/мин, максимальную концентрацию проппанта 630 вместо 280 кг/м³, проводить процесс с максимальным давлением закачки 33 вместо 60 МПа, производить продавку в объеме 9 вместо 6,6 м³, повышать продуктивность скважины в 9,8 раз вместо 1,7.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить качественный гидроразрыв в скважинах, без рисков получения технологического «стопа», по причине потерь на трение при прохождении песчано-жидкостной смеси через малогабаритные пакер и колонну насосно-компрессорных труб.

Применение предложенного способа позволит решить задачу интенсификации скважины с изношенной эксплуатационной колонной.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для интенсификации работы скважин. Способ включает тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва. При этом в скважине устанавливают с упором на забой летучку, перекрывающую изношенную часть эксплуатационной колонны, межтрубное пространство между летучкой и эксплуатационной колонной цементируют, интервал продуктивного пласта перфорируют, в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером. Пакер устанавливают в эксплуатационной колонне выше летучки на 8-30 м. При проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по колонне насосно-компрессорных труб и летучке, закачивают объем проппанта, достаточный для качественного проведения гидроразрыва при высоких значениях концентрации песчано-жидкостной смеси и расхода жидкости. Технический результат заключается в обеспечении проведения гидроразрыва в скважине с изношенной эксплуатационной колонной. 1 ил.

Способ интенсификации работы скважины, включающий тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, отличающийся тем, что при наличии изношенной эксплуатационной колонны в скважине устанавливают с упором на забой летучку, перекрывающую изношенную часть эксплуатационной колонны, межтрубное пространство между летучкой и эксплуатационной колонной цементируют, интервал продуктивного пласта перфорируют, в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм с пакером, пакер устанавливают в эксплуатационной колонне выше летучки на 8-30 м, при проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по колонне насосно-компрессорных труб и летучке, закачивают объем проппанта, достаточный для качественного проведения гидроразрыва при высоких значениях концентрации песчано-жидкостной смеси и расхода жидкости.