СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B43/26 E21B27/00 

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

Известен способ гидроразрыва пласта, в котором предварительно производят отсыпку забоя песчаным мостом, проводят 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 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 отсыпку забоя песчаным мостом, проводят 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 тн 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 нерациональное расходование материалов для гидроразрыва, большое количество отходов производства.

В предложенном изобретении решается задача сокращения расхода материалов для гидроразрыва за счет повторного их использования.

Задача решается тем, что в способе интенсификации работы скважины, включающем отсыпку забоя песчаным мостом, тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса гидроразрыва пласта, согласно изобретению для отсыпки забоя используют проппантный отход производства гидроразрыва пласта, доставляют отход на забой порциями посредством желонки.

Сущность изобретения

При существующем процессе гидроразрыва забой отсыпают песком через колонну насосно-компрессорных труб, проводят технологическую выдержку для оседания песка не менее 4 часов, отбивку забоя. Процесс сопровождается большой длительностью и трудоемкостью. При этом после проведения гидроразрыва песок с забоя вымывают и отправляют на свалку. Имеет место нерациональное расходование песка, превращение его в отход производства. Кроме того, значительную часть проппанта также превращают в отход производства. Это проппант от недопродавки в скважине, проппант, остающийся в смесителях и трубопроводах, не закаченный в скважину. В предложенном изобретении решается задача сокращения расхода материалов для гидроразрыва за счет повторного их использования. Задача решается следующим образом.

Для отсыпки забоя используют проппантный отход производства гидроразрыва, доставляют отход на забой порциями посредством желонки.

Проппантный отход производства гидроразрыва образуется как продукт промывки скважины после гидроразрыва и представляет собой смесь песка для отсыпки забоя, проппанта недопродавки и проппанта из наземного оборудования. Возможно использовать раздельно проппантный отход после промывки скважины и проппант из наземного оборудования. Проппантный отход производства гидроразрыва используют взамен песка для отсыпки забоя скважины, доставляют на забой скважины до проведения гидроразрыва. Доставляют отход на забой порциями посредством контейнера, открываемого на забое скважины, типа желонки.

Устройств типа желонки известно большое количество. Как пример можно указать запатентованные в РФ желонки по патентам №2480571, 2477782, 2298081, 2286437, 2284404, 2233977, 2225933, 2209930 и т.д. Все желонки представляют собой контейнер, загружаемый на устье скважины сыпучим материалом типа цемента, песка и т.п. Контейнер имеет возможность открываться снизу или с боков при размещении в заданной интервале скважины. Контейнер спускают в скважину, открывают, высыпают сыпучий материал и поднимают из скважины. Для полного опорожнения желонки выполняют ее подъем со скоростью 0,5-2 м/мин до верхней границы предполагаемого расчетом моста. После этого производят остановку на 5-20 минут, а затем полный подъем.

Желонка позволяет сократить количество спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб. Отсыпка забоя проппантным отходом с применением желонки позволит исключить из стандартного ремонта при подготовке скважины к гидроразрыву пласта такие операции: спуск колонны насосно-компрессорных труб, намыв кварцевого песка, ожидание оседания песка, отбивка забоя, иногда при необходимости вымыв/намыв кварцевого песка, исключить из проведения операции спецтехнику из цементировочного агрегата, водовоза и пр.

Пример конкретного выполнения

Пример 1. Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины.

Объекты интенсификации: пласты Д1в и Д1г1 в интервалах 1634-1636 м, 1638-1642,6 м, пласты отделены между собой глинистой перемычкой толщиной 2 м, расстояние до водонасыщенного пласта 16,2 м.

Литология объектов: верхний пласт - алевролит (абсолютная проницаемость 23 мД, пористость 12,9%, глинистость 18,4%); нижний (основной) пласт - алевролит (абсолютная проницаемость 227,6 мД, пористость 18,4%, глинистость 7,4%).

Конструкция скважины и спущенного оборудования: эксплуатационная колонна диаметром 146 мм герметична.

В скважине от забоя до глубины 1647 м проводят отсыпку забоя мостом из проппантного отхода предыдущего процесса гидроразрыва пласта. Для этого используют желонку.

Желонка имеет наружный диаметр 89 мм (толщина стенки 6,5 мм), длину 9 м, внутренний диаметр корпуса желонки 76 мм, нижнее отверстие также имеет проходной диаметр 76 мм.

За одну спуско-подъемную операцию с желонкой осуществляют отсыпку 3 погонных метров забоя.

Спускают пакер на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм на глубину 1615 м и производят посадку пакера.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q-360 м³/сут, начальное давление Рнач=9 МПа, конечное давление Ркон=9 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,15 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 20/40. Пробная пачка прошла интервал перфорации с небольшим ростом давления - на 0,1 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.

Проводят основной процесс гидроразрыва пласта.

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.

Проводят основной процесс гидроразрыва с применением фракций проппанта, включающих в себя начальную фракцию размерностью 30/40 меш в объеме 30% и основную крупную фракцию размерностью 10/14 меш в объеме 70% от общего количества проппанта с конечной концентрацией проппанта 750 кг/м³. Общий объем проппанта составляет 11,7 т. Расход жидкости при прокачке фракции 30/40 меш составляет 3,5 м³/мин при давлении на устье скважины 45 МПа, при прокачке фракции 10/14 меш через перфорационные отверстия расход жидкости составляет 3 м³/мин при устьевом давлении 35 МПа.

Объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации за вычетом объема расчетной недопродавки. Рабочий расход при основном процессе менее 3 м³/мин снижает риск возникновения технологического «стопа» при основном процессе из-за наличия большого объема проппанта крупной фракции. 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.

Промывают скважину, вымывают проппант недопродавки, проппантный отход производства гидроразрыва из отсыпки, собирают проппант из наземного оборудования, отфильтровывают жидкость, затаривают в емкости и хранят до проведения нового гидроразрыва пласта на другой скважине.

По результатам обработки результатов записи устьевых давлений проделанного процесса получены следующие данные: длина трещины созданная (одно крыло) - 69,34 м; закрепленная - 69,19 м; высота трещины созданная - 16,6 м; закрепленная - 9,5 м.

Ширина трещины после снятия давления по пласту 2,22 мм, максимальная ширина трещины у интервалов перфорации 17,6 мм; проводимость трещины 622,8 мД/м. Масса закачанного проппанта 12000 кг (20/40 - 3000 кг, 12/18 - 9000 кг).

Скважина введена в эксплуатацию через 9 суток после завершения работ по гидроразрыву пласта с увеличением коэффициента продуктивности более чем 2,8 раз без роста обводненности продукции.

В результате удается решить задачу сокращения расхода материалов для гидроразрыва за счет повторного их использования.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при интенсификации работы скважины. Способ включает отсыпку забоя, тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва. Для отсыпки забоя используют проппантный отход производства гидроразрыва. Доставляют отход на забой порциями посредством желонки. Технический результат заключается в сокращении расхода материалов для гидроразрыва. 1 пр.

Способ интенсификации работы скважины, включающий отсыпку забоя, тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, отличающийся тем, что для отсыпки забоя используют проппантный отход производства гидроразрыва, доставляют отход на забой порциями посредством желонки.