СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B43/267 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины, вскрывшей пласт с низкопроницаемым коллектором.

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 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, 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 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 разрыве высокопроницаемых и среднепроницаемых пластов, в то время как в низкопроницаемых пластах по результату гидравлического разрыва не обеспечивается достаточная продуктивность после обработки. Это может являться сдерживающим фактором увеличения производительности скважин, вследствие чего эффективность гидроразрыва становится невысокой.

В предложенном изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей низкопроницаемый пласт.

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 в низкопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не более 1 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости из расчета 1,0-3,0 м³ на 1 тонну проппанта, с применением фракций проппанта, включающих в себя только мелкую фракцию размерностью не крупнее 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта не более 300 кг/м³, при прокачке поддерживают расход жидкости 3,5 м³/мин и более, а концентрацию гелеобразователя устанавливают не более 2 кг/м³, с конечной не допродавкой смеси в объеме 0,1-0,5 м³.

Сущность изобретения

Согласно предложенному способу кандидатами на проведение гидроразрыва пласта являются слабопроницаемые коллектора, абсолютная проницаемость которых не превышает 1 мД. При проведении стандартного гидроразрыва в данных коллекторах образуется канал средней длины и довольно высокой проводимости. Контраст в проницаемости между пластом и расклиненной трещиной является определяющим фактором. В средне- и высокопроницаемых коллекторах развитие трещины в ширину с созданием высокой конечной концентрации проппантной пачки 300 кг/м³ и более может увеличить производительность скважины. Однако в слабопроницаемых пластах недостаточная длина трещины является сдерживающим фактором увеличения производительности скважин, тем самым вырабатывается не весь потенциал низкопроницаемого пласта.

В предложенном изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей низкопроницаемый пласт. Задача решается следующим образом. Обычно гидроразрыв выполняют с применением проппанта трех фракций: 20/40 меш - 10-20%, 16/20 меш - 60-80%, 12/18 меш - 10-20%. Фракция проппанта 16/20 меш является основной в отношении ко всему объему проппанта, более крупная (12/18 меш и крупнее) и, соответственно более проводимая, на конечной стадии занимает меньший объем, в итоге получается созданная трещина с невысокой длиной, как правило, не более 100 м (одно крыло), с высокой проводимостью в околоскважинной части. Однако в низкопроницаемых коллекторах не требуется высокая концентрация проппантной пачки, а главным условием повышения продуктивности является преобладающее развитие трещины в длину (от 100 м и более). В итоге, применение режимов и расчетов при проектировании гидроразрыва для стандартных коллекторов не позволит качественно повысить продуктивность скважин с низкопроницаемыми коллекторами.

Для более эффективного проведения гидроразрыва пластов с проницаемостью не более 1 мД предлагается применять проппант только мелкой фракции - 30/60 меш и менее. Проведение гидроразрыва следует проводить с закачкой буферной жидкости («подушки») из расчета 1,0-3,0 м³ на 1 тонну проппанта, с применением фракций проппанта, включающих в себя только мелкую фракцию размерностью не крупнее 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта не более 300 кг/м³, при прокачке поддерживают расход жидкости 3,5 м³/мин и более, а концентрацию гелеобразователя устанавливают не более 2 кг/м³, с конечной недопродавкой смеси в объеме 0,1-0,5 м³.

Применение низкой концентрации проппанта не более 300 кг/м³ связано с необходимостью преимущественного развития трещины для увеличения производительности скважины в отличие от гидроразрыва стандартных коллекторов.

Для исключения выпадения в осадок проппанта по причине малой вязкости жидкости разрыва расход жидкости поддерживают на уровне не менее 3,5 м³/мин.

Предлагаемый способ позволяет ограничить развитие трещины в ширину, одновременно максимально увеличивая развитие трещины в длину, тем самым позволяя добиться максимальной продуктивности скважины. Созданная и закрепленная трещина предлагаемым способом позволяет существенно увеличить продуктивность низкопроницаемых пластов, создать длинные каналы для максимального использования потенциала скважины.

Пример конкретного выполнения

Пример 1. Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины.

Объекты интенсификации: глинисто-карбонатный коллектор в интервалах 1663,5-1665,7 м, 1675,7-1676,9 м, пласты отделены между собой глинистой перемычкой толщиной 10 м, расстояние до водонасыщенного пласта более 20 м.

Литология объектов: верхний пласт - глинистые карбонаты (абсолютная проницаемость 0,014 мД, фазовая 0,07 мД, пористость 7,4%, глинистость 2,5%); нижний пласт глинистые карбонаты (абсолютная проницаемость 0,014 мД, фазовая 0,12 мД, пористость 14,7%, глинистость 3,8%).

Конструкция скважины и спущенного оборудования: эксплуатационная колонна диаметром 168 мм герметична.

Спускают насосно-компрессорных трубы, проводят отсыпку забоя песчаным мостом до глубины 1682 м.

Спускают пакер на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм на глубину 1550,5 м и производят посадку пакера.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q-288 м³/сут, начальное давление Рнач=11 МПа, конечное давление Ркон=11 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,10 г/см³ без предварительного насыщения призабойной зоны.

При гидроразрыве производят отбор проб технической воды и их 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 27 м³ на основе гелеобразователя WG 46 «Эконотек». Реология - температура 27°С, 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 27 м³ жидкости разрыва с добавлением 1000 кг проппанта фракции 30/60 меш. Пробная пачка прошла интервал перфорации с ростом давления с 37 МПа до 39,5 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.

Проводят основной процесс гидроразрыва пласта.

Откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и уточнения плана проведения гидроразрыва. На основе 7 проведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической жидкости и приготовление жидкости разрыва с загрузкой гелеобразователя 2 кг/м³. Результаты теста удовлетворительны.

Проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости («подушки») в объеме 13 м³, с последующей закачкой только мелкой фракции проппанта размерностью 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта 300 кг/м³. Общий объем проппанта составляет 13 т. Расход буферной жидкости составляет 1,0 м³ на 1 тонну проппанта. Средний рабочий расход жидкости составляет 3,5 м³/мин при давлении на устье скважины 47 МПа.

Объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации за вычетом объема расчетной недопродавки. Объем недопродавки составил 0,1 м³. 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 часов. Устье скважины разгерметизируют, производят срыв и подъем пакерного оборудования.

Пример 2. Выполняют, как пример 1.

Проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости «подушки» в объеме 18 м³, с применением проппанта размерностью 40/70 меш. Приготовление жидкости разрыва осуществляют с загрузкой гелеобразователя 1,8 кг/м³, с конечной концентрацией проппанта 200 кг/м³. Общий объем проппанта составляет 12 т. Расход буферной жидкости составляет 1,5 м³ на 1 тонну проппанта. Расход жидкости составляет 4,0 м³/мин при давлении на устье скважины 44 МПа, объем недопродавки 0,3 м³.

Пример 3. Выполняют, как пример 1.

Проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости подушки в объеме 30 м³ с применением проппанта размерностью 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта 100 кг/м³, при прокачке поддерживают расход жидкости 5 м³/мин, а концентрацию гелеобразователя устанавливают не более 1,7 кг/м³, с конечной недопродавкой смеси в объеме 0,5 м³. Общий объем проппанта составляет 10 т. Расход буферной жидкости составляет 3,0 м³ на 1 тонну проппанта.

По результатам обработки результатов записи устьевых давлений проделанного процесса получены следующие данные: длина трещины созданная (одно крыло) - 117,25 м; закрепленная - 117,07 м; высота трещины созданная - 25,5 м; закрепленная - 18,5 м. Ширина трещины после снятия давления по пласту 1,06 мм, максимальная

ширина трещины у интервалов перфорации 11,1 мм; проводимость трещины 159,78 мД/м.

Добывающая скважина введена в эксплуатацию через 10 суток после завершения работ по гидроразрыву пласта. Коэффициент продуктивности вырос более чем в 3 раза. Дебит на скважине увеличился с 0,2 м³/сут до 6,3 м³/сут без роста обводненности продукции. Среднесуточный прирост нефти составил 5 т/сут.

Коэффициент продуктивности на добывающей скважине, на которой гидроразрыв выполнен по классической технологии, вырос всего в 1,8 раза. Дебит жидкости увеличился с 2 м³/сут до 4 м³/сут, продолжительность эффекта составила менее 1 года. Причиной низкой эффективности гидроразрыва по классической технологии явилось создание недостаточной по длине трещины, не позволившей значительной увеличить продуктивность скважины.

Применение предложенного способа позволит решить задачу интенсификации скважины, вскрывшей низкопроницаемый пласт.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины, вскрывшей пласт с низкопроницаемым коллектором. В способе интенсификации работы скважины, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, в низкопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не более 1 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости из расчета 1,0-3,0 м³ на 1 тонну проппанта, с применением фракций проппанта, включающих в себя только мелкую фракцию размерностью не крупнее 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта не более 300 кг/м³, при прокачке поддерживают расход жидкости 3,5 м³/мин и более, а концентрацию гелеобразователя устанавливают не более 2 кг/м³, с конечной недопродавкой смеси в объеме 0,1-0,5 м³. Технический результат - интенсификация свкажины, вскрывшей низкопроницаемый пласт. 3 пр.

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 в низкопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не более 1 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой буферной жидкости из расчета 1,0-3,0 м³ на 1 тонну проппанта, с применением фракций проппанта, включающих в себя только мелкую фракцию размерностью не крупнее 30/60 меш с конечной концентрацией проппанта не более 300 кг/м³, при прокачке поддерживают расход жидкости 3,5 м³/мин и более, а концентрацию гелеобразователя устанавливают не более 2 кг/м³ с конечной недопродавкой смеси в объеме 0,1-0,5 м³.