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 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 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 фракций 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 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, 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).

Недостатком известных способов является то, что способы успешно и эффективно применимы при оборудовании скважины колонной насосно-компрессорных труб с пакером и при наличии в скважине неизношенной эксплуатационной колонны, оборудованной дополнительной колонной меньшего диаметра.

В предложенном изобретении решается задача интенсификации скважины с изношенной эксплуатационной колонной.

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 скважину оборудуют дополнительной эксплуатационной колонной, межтрубное пространство цементируют, при проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по дополнительной эксплуатационной колонне при сообщенном интервале перфорации и верхнего объема скважины, при давлении ниже допустимого на дополнительную эксплуатационную колонну и при поддержании малого расхода жидкости разрыва.

Сущность изобретения

Проведение гидроразрыва пласта в скважине с изношенной эксплуатационной колонной, оборудованной дополнительной колонной, представляет определенные трудности. При размещении пакера с колонной насосно-компрессорных труб (диаметром от 60 до 73 мм) над интервалом перфорации и нагнетании жидкости разрыва с расклинивающим материалом происходит рост давления из-за малого проходного сечения в колонне насосно-компрессорных труб. В большинстве случаев невозможно создать высокую концентрацию расклинивающего агента для создания оптимальных параметров трещины, а в некоторых случаях приходится отказываться от проведения гидроразрыва в такой скважине. В предложенном изобретении решается задача обеспечения гидроразрыва в скважине с изношенной эксплуатационной колонной.

Задача решается следующим образом.

При интенсификации работы скважину оборудуют дополнительной эксплуатационной колонной, межтрубное пространство цементируют, а при проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по дополнительной эксплуатационной колонне при сообщенном интервале перфорации и верхнего объема скважины, при давлении ниже допустимого на дополнительную эксплуатационную колонну и при поддержании малого расхода жидкости разрыва. 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 дополнительной обсадной колонной малого диаметра, без применения колонны насосно-компрессорных труб и пакера. В случае проведения гидроразрыва в скважинах с дополнительными эксплуатационными колоннами со спуском колонны насосно-компрессорных труб с наружным диаметром от 60 до 73 мм в процессе гидроразрыва проявляются осложнения в виде роста давления из-за малого проходного сечения в колонне насосно-компрессорных труб 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 по дополнительной эксплуатационной колонне без ограничений концентрации и количества закачиваемого проппанта. Единственным ограничением является допустимое давление на дополнительную колонну в процессе гидроразрыва, что может регулироваться путем поддержания расхода жидкости разрыва на невысоком уровне (малым расходом жидкости разрыва является расход в пределах от 1,8 до 2,5 м³/мин).

Пример конкретного выполнения

Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины.

Объекты интенсификации: пласт До в интервале 1673-1676 м.

Литология объектов: До - заглинизированные песчаники (абсолютная проницаемость 221 мД, пористость 18,6%, глинистость 4,5%).

Конструкция скважины и спущенного оборудования: основная изношенная эксплуатационная колонна диаметром 146 мм, дополнительная эксплуатационная колонна диаметром 102 мм и цементный мост между эксплуатационными колоннами.

Спускают насосно-компрессорные трубы, проводят отсыпку забоя песчаным мостом до глубины 1680 м.

Пакер и колонна насосно-компрессорных труб не спускаются.

Объекты, вскрытые перфорацией, не участвующие в гидроразрыве отсутствуют.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q - 360 м³/сут, начальное давление Рнач=15 МПа, конечное давление Ркон=11 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,0 г/см³ без предварительного насыщения призабойной зоны.

При гидроразрыве производят отбор проб технической воды и ее анализ на содержание механических примесей, содержание свободных ионов водорода и температуры, производят тестовое приготовление жидкости разрыва, выполняют тест на распускание и сшивку. Результаты удовлетворительные. Готовят гель в объеме производства «Химеко» с загрузкой 7,5 л/м³. Реология - температура 27°C, вязкость 21 сП, время сшивки 4 сек. Производят добавление к гелю деэмульгатора, активатора деструкции и стабилизатора глин, смесь доводят до гомогенного состояния при перемешивании, производят запуск и прогрев нагнетательных насосов.

Производят тестовую закачку с записью спада давления и обработкой полученных данных по спаду давления в объеме 30 м³ жидкости разрыва с добавлением 500 кг проппанта фракции 20/40. Пробная пачка прошла интервал перфорации с ростом давления на 1 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 концентрацией проппанта по стадиям: 120 кг/м³, 200 кг/м³, 300 кг/м³, 400 кг/м³, 600 кг/м³, 800 кг/м³ и давлении на устье скважины начальным 18 МПа, конечным 20 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 2,2-2,3 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.

По результатам обработки результатов записи устьевых давлений проделанного процесса получены следующие данные: длина трещины созданная (одно крыло) 89,2 м; закрепленная 48,9 м; высота трещины созданная 14,27 м; закрепленная 3,19 м. Ширина трещины после снятия давления по пласту 3,47 мм - максимальная, средняя - 1,16 мм; концентрация проппанта в интервале продуктивной части пласта 2,16 кг/м². Масса закачанного проппанта распределилась по пластам следующим образом: 10000 кг.

Скважина введена в эксплуатацию через 5 суток после завершения работ по гидроразрыву пласта с увеличением дебита жидкости более чем в 10 раз без увеличения роста обводненности, коэффициент продуктивности вырос более чем в 15 раз.

Сравнительный анализ предложенного и контрольного способов представлен в таблице 1.

Таблица 1 Сопоставительные параметры Предложенный способ 3180 Контрольный способ 14929 Назначение скважины Добывающая Добывающая Интервалы перфорации 1673-1676 1786,8-1790,4 Проницаемость (фазовая), мД 90,6 74 Пористость, % 18,6 18,5 Глинистость, % 4,5 5 Толщина перфорированной части пласта, м 3 3,6 Литология коллекторов Заглинизированный песчаник Алевролит Количество закачанного проппанта с разбивкой по пластам, т 10 8 Спускаемое оборудование:     Тип пакера нет ПРО Длина НКТ, м нет 1796 Диаметр НКТ, мм нет 73 Максимальное давление на дополнительную эксплуатационную колонну (НКТ при стандартном варианте), мПа 23,3 70,0 Максимальный расход при закачке, м³/мин 2,4 2,8 Максимальная концентрация проппанта, кг/м³ 800 250 Максимальное давление закачки, мПа 20,0 50,0 Эффективность работы жидкости (% утечек с учетом влияния расхода) 42% 66% Длина трещины созданная/закрепленная (одно крыло), м 89,2/48,9 63,857/27,04 Высота трещины созданная/закрепленная, м 14,27/3,19 41,023/3,59 Ширина трещины после смыкания максимальная/средняя, мм 3,47/1,16 0,85/0,543 Проводимость трещины (продуктивная зона) - среднее значение при закрытии 659,07 333,84 Дебит жидкости до/после ГРП, м³/сут 3,25/16 2/4 Коэффициент продуктивности, до/после 0,027/0,451 0,062/0,110

Из таблицы 1 следует, что в предлагаемом способе интенсификации скважины не применяется пакерная система и колонна насосно-компрессорных труб в отличие от стандартного способа. Благодаря этому возможно создание высоких значений концентрации песконесущей смеси (500 кг/м³ и более), что в большинстве случаев невозможно при проведении гидроразрыва через колонну насосно-компрессорных труб диаметром 60-73 мм. Одновременно избыточное давление на дополнительную колонну малого диаметра не превышает критических значений за счет регулирования расхода жидкости не более 2,5 м³/мин. В итоге предложенный способ позволяет создавать наиболее оптимальную по геометрии и проводимости трещину. Сравнительные параметры полученных показателей работы скважины говорят о более эффективном гидроразрыве пластов предложенным способом, одновременно снижаются затраты на подготовительные работы и амортизацию оборудования (колонна насосно-компрессорных труб, пакер).

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

Основными различиями в сравнении с проведением гидроразрыва в стандартной колонне по 89 мм НКТ с пакером являются (допустимое давление на дополнительную колонну 23,3 МПа):

- отсутствие пакера и колонны насосно-компрессорных труб;

- направление закачки жидкости - по обсадной колонне малого диаметра;

- ограниченность расхода жидкости для ограничения устьевого давления (не более 2,5 м³/мин) для дополнительной колонны малого диаметра;

- меньшие потери на трение при закачке жидкости по обсадной колонне малого диаметра, чем при закачке через колонну насосно-компрессорных труб;

- больший объем продавки жидкости.

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

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при интенсификации работы скважин. Способ включает тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва. Скважину оборудуют дополнительной эксплуатационной колонной, межтрубное пространство цементируют. При проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по дополнительной эксплуатационной колонне при сообщенном интервале перфорации и верхнего объема скважины, при давлении ниже допустимого на дополнительную эксплуатационную колонну и при поддержании малого расхода жидкости разрыва. Технический результат заключается в обеспечении возможности интенсификации скважины с изношенной эксплуатационной колонной. 1 табл.

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 скважину оборудуют дополнительной эксплуатационной колонной, межтрубное пространство цементируют, при проведении гидроразрыва прокачивают компоненты по дополнительной эксплуатационной колонне при сообщенном интервале перфорации и верхнего объема скважины, при давлении ниже допустимого на дополнительную эксплуатационную колонну и при поддержании малого расхода жидкости разрыва.