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 высокопроницаемым 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 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 МПа и более 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 ч, во второй порции дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей процесс полного разложения геля, и времени смыкания трещины не более 4 ч, 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 ч, 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 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 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, 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 ч, 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 ч, 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 ч, 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 слабопроницаемых и среднепроницаемых пластов, в то время как в высокопроницаемых пластах по результату гидравлического разрыва не обеспечивается достаточная проводимость трещины. Это может являться сдерживающим фактором увеличения производительности скважин, вследствие чего эффективность гидроразрыва становится невысокой.

В изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей высокопроницаемый 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 высокопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не менее 100 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с рабочим расходом жидкости от 2,2 м³/мин до 4 м³/мин, в конечной стадии процесса при продавке песчано-жидкостной смеси производят пошаговое снижение темпа нагнетания продавочной жидкости с шагом снижения от 0,1 м³/мин до 0,5 м³/мин до величины не менее 2 м³/мин, с конечной концентрацией проппанта не менее 800 кг/м³.

Сущность изобретения

Согласно предложенному способу кандидатами на проведение гидроразрыва пласта являются высокопроницаемые коллекторы, представленные песчаниками, заглинизированными песчаниками и алевролитами. Эффективная мощность таких пластов составляет не менее 2 м, абсолютная проницаемость составляет не менее 100 мД. При проведении стандартного гидроразрыва в данных коллекторах приращение трещины разрыва происходит все время, в результате образуется длинный и узкий канал невысокой проводимости. Контраст в проницаемости между пластом и расклиненной трещиной является определяющим фактором. В слабо- и среднепроницаемых коллекторах развитие трещины в длину без создания высокой конечной концентрации проппантной пачки может увеличить производительность скважины. Однако в высокопроницаемых пластах недостаточная конечная концентрация проппанта и проводимость трещины является сдерживающим фактором увеличения производительности скважин, тем самым вырабатывается не весь потенциал высокопроницаемого пласта. В изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей высокопроницаемый пласт. Задача решается следующим образом.

Обычно гидроразрыв выполняют с поддержанием рабочего расхода жидкости в постоянном режиме. В некоторых случаях, например, при критическом росте устьевых давлений и избежания технологического «СТОПа» уменьшают расход жидкости и концентрацию проппанта в смеси.

Для более эффективного проведения гидроразрыва пластов с проницаемостью более 100 мД предлагается применять стандартный режим расхода жидкости от 2,2 м³/мин до 4 м³/мин, а в конечной стадии при продавке песчано-жидкостной смеси ступенчато уменьшать расход жидкости с шагом от 0,1 м³/мин до 0,5 м³/мин, но до величины не менее 2 м³/мин. Проведение гидроразрыва со снижением расхода жидкости позволяет увеличить закрепленную ширину и концентрацию проппанта в призабойной части пласта за счет ограничения передвижения смеси в глубину трещины. Также уменьшается высота развития трещины, исключается неэффективное распределение проппанта в глинистых перемычках, тем самым увеличивается количество расклинивающего агента в продуктивном пласте.

Предлагаемый способ позволяет увеличить ширину и проводимость закрепленной трещины в призабойной части пласта. Созданная и закрепленная трещина предлагаемым способом позволяет существенно увеличить продуктивность высокопроницаемых пластов, создать высокопроводящие каналы, закрепленные по всей толщине пласта для максимального использования потенциала скважины.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины.

Объекты интенсификации: пласт До в интервале 1739-1742,4 м, расстояние до водонасыщенного пласта более 20 м.

Литология объектов: песчаник (абсолютная проницаемость 227 мД, пористость 18,3%, глинистость 5,5%).

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

Спускают насосно-компрессорных трубы, проводят отсыпку забоя песчаным мостом до глубины 1745 м.

Спускают пакер на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм на глубину 1720 м и производят посадку пакера.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q-290 м³/сут, начальное давление Рнач=9 МПа, конечное давление Ркон=9 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,1 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.

Производят тестовую закачку с записью спада давления и обработкой полученных данных по спаду давления - в объеме 26 м³ жидкости разрыва с добавлением 1000 кг проппанта фракции 20/40. Пробная пачка прошла интервал перфорации с ростом 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.

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 20/40 меш в объеме 1 т и основную фракцию размерностью 16/20 меш в объеме 7 т проппанта с конечной концентрацией проппанта 850 кг/м³. Общий объем проппанта составляет 9 т. Рабочий расход жидкости при прокачке песчано-жидкостной смеси составляет 2,9 м³/мин при давлении на устье скважины 19 МПа, при продавке песчано-жидкостной смеси пошагово снижают расход (2,9 м³/мин, 2,6 м³/мин, 2,3 м³/мин, 2,0 м³/мин).

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

Пример 2. Выполняют как пример 1. Применяют рабочий расход жидкости 4 м³/мин. В процессе продавки снижают расход жидкости пошагово с 4,0 м³/мин до 2,5 м³/мин (4 м³/мин, 3,5 м³/мин, 3,0 м³/мин, 2,5 м³/мин). Конечная концентрация проппанта составляет 800 кг/м³.

Пример 3. Выполняют как пример 1. Применяют рабочий расход жидкости 2,2 м³/мин. В процессе продавки снижают расход жидкости пошагово с 2,2 м³/мин до 2,0 м³/мин (2,2 м³/мин, 2,1 м³/мин, 2,0 м³/мин). Конечная концентрацией проппанта составляет 900 кг/м³.

По результатам обработки результатов записи устьевых давлений проделанного процесса получены следующие данные: длина трещины созданная (одно крыло) - 70,3 м; закрепленная - 69,9 м; высота трещины созданная - 7,5 м; закрепленная - 4,8 м. Ширина трещины после снятия давления по пласту 2,25 мм, максимальная ширина трещину у интервалов перфорации 15,3 мм; проводимость трещины 645 мД/м. Масса закачанного проппанта 9000 кг (20/40 - 2000 кг, 16/20 - 7000 кг).

Скважина введена в эксплуатацию через 16 суток после завершения работ по гидроразрыву пласта с увеличением коэффициента продуктивности более чем 6 раз без роста обводненности продукции.

Сравнительный анализ предложенного способа и прототипа представлен в таблице 1.

Из приведенных значений в таблице №1 следует, что скважины обладают сопоставимыми фильтрационно-емкостными свойствами пластов. Однако отличительными особенностями предлагаемого способа является применение ступенчатого снижения расхода жидкости при продавке проппантно-жидкостной смеси. Процесс гидроразрыва проводился с ограничением развития трещины в длину и высоту в конечной стадии с целью преобладающего развития в ширину в призабойной части с конечной концентрацией проппанта 850 кг/м³. Процесс проводился с рабочим расходом жидкости 2,9 м³/мин со ступенчатым снижением расхода при продавке до 2 м³/мин (2,9 м³/мин; 2,6 м³/мин; 2,3 м³/мин; 2,0 м³/мин). Полученная таким образом трещина имеет меньшую длину в отличии от стандартного гидроразрыва, однако обладает большей шириной в призабойной части, закреплена в высоту по всей эффективной толщине пласта, имеет большую проводимость для максимальной производительности скважины. Таким образом, предлагаемый способ позволяет эффективно проводить гидроразрыв в скважинах с высокопроницаемыми коллекторами.

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

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для интенсификации работы скважины. Способ включает тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва. При этом в высокопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не менее 100 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с применением стандартного рабочего расхода жидкости от 2,2 м³/мин до 4,0 м³/мин. При продавке проппантно-гелевой смеси проводят пошаговое снижение расхода жидкости с шагом снижения в диапазоне от 0,1 м³/мин до 0,5 м³/мин, но до величины не менее 2,0 м³/мин. Конечную концентрацию проппанта устанавливают не менее 800 кг/м³. Технический результат заключается в повышении эффективности интенсификации работы скважины за счет создания более широкой и проводящей трещины в призабойной части пласта. 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 в высокопроницаемых коллекторах, имеющих абсолютную проницаемость не менее 100 мД, проводят основной процесс гидроразрыва с применением рабочего расхода жидкости в диапазоне от 2,2 м³/мин до 4,0 м³/мин, с пошаговым снижением расхода жидкости при продавке проппантно-гелевой смеси, с шагом снижения в диапазоне от 0,1 м³/мин до 0,5 м³/мин до величины не менее 2,0 м³/мин, с конечной концентрацией проппанта не менее 800 кг/м³.