СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ Российский патент 2015 года по МПК E21B43/24 

Заявляемое техническое решение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для восстановления фильтрационных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП), нарушенных в процессе эксплуатации.

Тепловые методы интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи считаются наиболее перспективными. Их широкому распространению препятствует дороговизна наземного оборудования для обеспечения теплоносителем и неподготовленность подавляющего большинства действующего фонда скважин к термическим напряжениям, возникающим при проведении обработок традиционными методами.

Выход из создавшегося противоречия может быть найден при использовании энергии химических реакций, реализуемых локально непосредственно в обрабатываемом интервале. Одно из возможных решений - способ термохимической обработки призабойной зоны пласта, включающий последовательную закачку в пласт химических реагентов, соляной кислоты и ввод в призабойную зону пласта до и после закачки соляной кислоты воздуха, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют водный раствор карбамида, а до и после закачки раствора карбамида вводят пар или паровоздушную смесь, причем раствор карбамида вытесняют впласт паром или паровоздушной смесью (Пат. РФ №2030568, Е21В 43/24, Е21В 43/27).

Другим перспективным направлением являются попытки использования энергии взаимодействия щелочных и щелочноземельных металлов с пластовой водой или специально вводимых растворов. Так, например, Патент РФ 2132943, кл. Е21В 43/25 предполагает спуск в скважину герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, нарушение герметичности контейнера, введение в термохимическую реакцию химически активного вещества для образования реагента и продавку его в продуктивный коллектор, отличающийся тем, что в качестве активного вещества для образования нагретого реагента-щелочи при взаимодействии со скважинной жидкостью используют натрий, продавку нагретого реагента-щелочи в продуктивный коллектор осуществляют за счет энергии термохимической реакции между натрием и скважинной жидкостью, а массу химически активного вещества выбирают из расчета 1-3 кг на метр выбранного для взаимодействия интервала призабойной зоны, продуктивный коллектор которой сложен карбонатными и/или терригонными отложениями. Близкое по сути техническое решение (Патент РФ 2135761, кл. Е21В 43/27) отличается от представленного выше тем, что щелочной металл завалъцован в алюминиевые трубки для изоляции от скважинной жидкости (по видимому, на период спуска), перфорированный контейнер опускают на забой, прокачивают по колонне насосно-компрессорных труб кислотный раствор, проводят технологическую задержку до разрушения алюминиевых трубок в кислоте, при этом контактирование скважинной жидкости со щелочным металлом проводят в кислотной жидкости.

Оба технических решения трудновыполнимы на практике. В первом из них проблемы с доставкой и сохранностью натрия перед загрузкой в герметичный контейнер. Во втором случае транспортная проблема снята, но возникает другая - натрий в завальцованных алюминиевых трубках долго недоступен для кислотной жидкости из-за низкой скорости растворения алюминия в кислых средах. Известен также способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб НКТ перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора, заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины, отличающийся тем, что в качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием, при закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы, колонну герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул, а при заполнении перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором организуют поток кислотного раствора через центральные отверстия колонны герметизированных капсул, между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул и между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера (Пат. РФ №2182658, Е21В 43/27).

К недостаткам способа следует отнести пассивирование процесса взаимодействия за счет инверсии эмульсии в зоне реакции из системы «масло в воде» в систему «вода в масле» на месторождениях с высоким содержанием парафинов в нефти.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, признан способ термохимической обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку гидрореагирующих металлов - натрия в алюминиевых стаканах, помещенных в контейнере, и инициирование процесса взаимодействия гидрореагирующих металлов с водными растворами в интервале перфорации, отличающийся тем, что в нефтегазодобывающей скважине с эмульгированным шламом в зоне реакции от интенсивной деструкции асфальтосмолистых и парафиногидратных образований процесс обработки ведут в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия и алюминия в герметичном контейнере на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, подъем контейнера с прерыванием циклов промывкой забоя водой с исключением образования в реакционном объеме эмульсии типа “вода в масле”, при этом в качестве контейнера для доставки гидрореагирующих металлов используют корпус кумулятивного геофизического перфоратора с детонатором и отверстиями по боковой поверхности, закрытыми заглушками с возможностью их сброса взрывом детонатора, а необходимость промывки забоя определяют при очередном подъеме контейнера по неполноте растворения алюминиевых стаканов смесью (Пат. РФ №2301330, Е21В 43/27). К недостаткам прототипа следует отнести высокую трудоемкость и длительный вывод скважины из режима эксплуатации при высоком содержании асфальтенов и смол в нефтях. Обусловлено это тем, что промывку забоя можно качественно реализовать только после монтажа НКТ в скважине или использования колтюбинга.

Задачей изобретения является сокращение трудоемкости и времени вывода скважины из режима штатной эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе термохимической обработки призабойной зоны скважины в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия в алюминиевых герметичных стаканах на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, для доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах используется нисходящий поток, создаваемый в НКТ специальным насосом, расположенным па поверхности, и глубинный струйный насос с проходным сечением, превышающим диаметр герметичных стаканов, который после технологической выдержки завершает цикл откачкой шламов из под пакерного пространства в режиме депрессивного воздействия на продуктивный пласт, герметизация натрия в стаканах осуществляется при помощи растворимой в щелочном растворе мембраны, порционная подача которого реализуется после доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах для разрушения мембраны и инициирования реакции.

При этом обработку ведут в режиме повторяющихся циклов до достижения максимального значения профиля притока из скважины.

Сущность заявляемого способа состоит в том, что для его реализации не надо терять время на спуск НКТ для удаления продуктов реакции из обрабатываемого интервала. Достаточно перевести струйный насос в режим откачки из под пакерного пространства, откачать из скважины отработанные шламы и исключить вероятность пассивации натрия при инверсии системы из «масло в воде» в «воду в масле».

Пример 1. Для реализации способа использован струйный насос УГИС с депрессионной вставкой и гидрореагирующие элементы (ГРЭЛ) в виде цилиндрических стаканов, диаметром 45 мм, толщина стенки 0,5 мм, активная масса которых - натрий металлический изолирован при помощи растворяемой в щелочном растворе мембраны. Струйный насос с пакером на НКТ монтируется в скважине выше интервала обработки, для создания давления рабочей среды используется насос Ц-320. Расчетное количество ГРЭЛ вводится в НКТ через устьевой лубрикатор и продавливается через струйный насос в интервал обработки. Для инициирования реакции в интервал обработки прокачивается раствор щелочи. Скважина пакеруется и ставится на технологическую выдержку. После технологической выдержки бросается депрессионная вставка, насос запускается в режиме депрессии на пласт.

Пример 2. После реализации первого цикла, который заканчивается регистрацией профиля притока и контроля за рН промывного раствора в том же порядке осуществляется второй и последующие циклы. Циклограммы затрат времени для достижения эквивалентного эффекта по сравнению с прототипом представлены на фиг 1. Δ - профиль притока в заявляемом способе, ◊ - профиль притока по прототипу.

Таким образом, при реализации заявляемого способа на скважинах, осложненных повышенным содержанием асфальто-смолистых и парафиногидратных отложений, общее время обработки ПЗП для достижения максимального эффекта по профилю притока значительно сокращается.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - ускорение восстановления фильтрационных свойств призабойных зон нефтегазовых скважин, нарушенных в процессе эксплуатации. В способе термохимической обработки призабойной зоны скважины в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия в алюминиевых герметичных стаканах на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, для доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах используют нисходящий поток воды, создаваемый в насосно-компрессорных трубах специальным насосом, расположенным на поверхности, и глубинный струйный насос с проходным сечением, превышающим диаметр герметичных стаканов, который после технологической выдержки завершает цикл откачкой шламов из под пакерного пространства в режиме депрессивного воздействия на продуктивный пласт, герметизация натрия в стаканах осуществляется при помощи растворимой в щелочном растворе мембраны, порционная подача которого реализуется после доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах для разрушения мембраны и инициирования реакции. Обработку ведут в режиме повторяющихся циклов до достижения максимального значения профиля притока из скважины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

1. Способ термохимической обработки призабойной зоны скважины в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия в алюминиевых герметичных стаканах на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, отличающийся тем, что для доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах используется нисходящий поток воды, создаваемый в насосно-компрессорных трубах НКТ специальным насосом, расположенным на поверхности, и глубинный струйный насос с проходным сечением, превышающим диаметр герметичных стаканов, который после технологической выдержки завершает цикл откачкой шламов из под пакерного пространства в режиме депрессивного воздействия на продуктивный пласт, герметизация натрия в стаканах осуществляется при помощи растворимой в щелочном растворе мембраны, порционная подача которого реализуется после доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах для разрушения мембраны и инициирования реакции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ведут в режиме повторяющихся циклов до достижения максимального значения профиля притока из скважины.