СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ СКВАЖИНЫ Российский патент 2016 года по МПК E21B43/267 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при интенсификации работы скважины, вскрывшей залежь с нижерасположенным водоносным пластом.

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 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 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, 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 при вскрытии залежи с нижерасположенным водоносным пластом происходит возникновение гидродинамической связи с последним и резкое обводнение добываемой продукции.

В предложенном изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей залежь с нижерасположенным водоносным пластом.

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 при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, обеспечивающий ограниченное время удерживания проппанта во взвешенном состоянии, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины.

Сущность изобретения

При интенсификации работы скважины, вскрывшей залежь с нижерасположенным водоносным пластом, возникает опасность соединения трещины разрыва с водоносным пластом. При этом возникает гидродинамическая связь с последним и резкое обводнение добываемой продукции. В предложенном изобретении решается задача интенсификации скважины, вскрывшей залежь с нижерасположенным водоносным пластом, без опасности соединения с последним. Задача решается следующим образом.

При интенсификации работы скважины, включающем тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом, корректирование проекта разрыва и проведение основного процесса разрыва, при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины.

Для предотвращения распространения трещины разрыва к нижележащему водоносному пласту предлагается создавать при тестовой закачке в нижней части трещины разрыва непроницаемый для жидкости разрыва слой. Этот слой выполняют из смеси фракций проппанта, создающих после осаждения плотно упакованный и непроницаемый слой. Для этого при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, в качестве проппанта - смесь фракций проппанта, создающих плотную непроницаемую или трудно проницаемую для жидкости разрыва и жидкости разрыва с проппантом структуру. После закачки проводят технологическую выдержку скважины под давлением в течение времени, достаточного для осаждения проппанта на дно трещины. В качестве жидкости разрыва используют жидкость с вязкостью, обеспечивающей ограниченное время удержания проппанта во взвешенном состоянии. Объем проппанта при тестовой закачке применяют достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 части ее высоты.

В качестве жидкости разрыва используют линейный гель - жидкость разрыва без добавления сшивателя с вязкостью в пределах от 20 до 50 сПз.

В качестве смесей фракций проппанта используют смеси, полученные смешением фракций с резко отличными размерами частиц в количествах, создающих плотную упаковку. Состав фракций подбирают опытным путем по методике определения проницаемости керна или набивки, аналогичной керну. Сравнивают проницаемость смесей фракций проппанта для основного процесса гидроразрыва и применяемых для ограничения распространения трещины вниз. При соотношении проницаемостей более чем в 2 раза используют подобранную смесь проппанта для тестовой закачки. Как правило, в качестве смеси фракций проппанта используют фракции с максимальными и минимальными размерами частиц. Так для этих целей могут быть использованы смеси 12/18 и 40/60 меш при их количественном соотношении от 1:1 до 1:2.

После тестовой закачки жидкости разрыва и жидкости разрыва с предлагаемым составом фракций проппанта, технологической выдержки для осаждения проппанта и корректировки режимов основного процесса гидроразрыва проводят основной процесс гидроразрыва, в результате которого трещина разрыва раскрывается преимущественно вверх. При этом сообщения трещины с нижележащим водоносным пластом не возникает.

Пример конкретного выполнения

Пример 1. Проводят интенсификацию работы нефтедобывающей скважины

Объекты интенсификации: терригенный коллектор в интервале 1783,4-1785,6, расстояние до нижележащего водонасыщенного пласта 5 м.

Литология объекта: заглинизированный песчаник (абсолютная проницаемость 75,5 мД, фазовая 32 мД, пористость 11%, глинистость 2,5%).

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

Спускают колонну насосно-компрессорных труб и проводят отсыпку забоя песчаным мостом до глубины 1789 м. Поднимают колонну насосно-компрессорных труб.

Спускают пакер на колонне насосно-компрессорных труб диаметром 89 мм на глубину 1761 м и производят посадку пакера.

Проводят тестовую закачку. Начальная приемистость объекта гидроразрыва Q-288 м³/сут, начальное давление P_нач = 25 МПа, конечное давление P_кон = 25 МПа. Выполняют определение качества связи с пластом закачкой 5 м³ технической жидкости плотностью 1,10 г/см³ без предварительного насыщения призабойной зоны.

Производят отбор проб технической воды и их анализ на содержание механических примесей, содержание свободных ионов водорода и температуры, производят тестовое приготовление жидкости разрыва,

В качестве жидкости разрыва используют линейный гель вязкостью 20 сПз, обеспечивающей ограниченное время удержания проппанта во взвешенном состоянии порядка 1 часа.

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 смеси фракций 12/18 и 40/60 меш при их количественном соотношении 1:1. Данный объем проппанта позволяет заполнить трещину разрыва в горизонтальном направлении и вертикально на 0,3 часть ее высоты. Скважину выдерживают под давлением в течение 2 часов, достаточных для осаждения проппанта.

Пробная пачка прошла интервал перфорации с ростом давления с 32 МПа до 32,5 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. Результаты теста удовлетворительны.

Проводят основной процесс гидроразрыва с закачкой фракции проппанта размерностью 12/18 меш с конечной концентрацией проппанта 800 кг/м³. Общий объем проппанта составляет 13 т. Средний рабочий расход жидкости составляет 3,0 м³/мин при давлении на устье скважины 37 МПа.

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

Пример 2. Выполняют, как пример 1

В качестве жидкости разрыва используют линейный гель вязкостью 35 сПз, обеспечивающей ограниченное время удержания проппанта во взвешенном состоянии порядка 2 часа.

Производят тестовую закачку с записью спада давления и обработкой полученных данных по спаду давления - в объеме 26 м³ жидкости разрыва с добавлением 1500 кг проппанта смеси фракций 10/14 и 16/20 меш при их количественном соотношении 1:2. Данный объем проппанта позволяет заполнить трещину разрыва горизонтально и вертикально на 0,3 часть ее высоты. Скважину выдерживают под давлением в течение 3 часов, достаточных для осаждения проппанта.

Пример 3. Выполняют как пример 1

В качестве жидкости разрыва используют линейный гель вязкостью 50 сПз, обеспечивающей ограниченное время удержания проппанта во взвешенном состоянии порядка 3 часов.

Производят тестовую закачку с записью спада давления и обработкой полученных данных по спаду давления - в объеме 25 м³ жидкости разрыва с добавлением 1000 кг проппанта смеси фракций 12/18 и 40/60 меш при их количественном соотношении 1:1,5. Данный объем проппанта позволяет заполнить трещину разрыва на 0,2 часть ее высоты. Скважину выдерживают под давлением в течение 3,5 часов, достаточных для осаждения проппанта.

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 1,5 м³/сут до 12,0 м³/сут без роста обводненности продукции. Среднесуточный прирост нефти составил 6 т/сут.

Коэффициент продуктивности на добывающей, на которой гидроразрыв выполнен по классической технологии, вырос в 3 раза, дебит жидкости увеличился с 2 м³/сут до 11 м³/сут, однако произошел резкий рост обводненности продукции с 20% до 95%, прирост по нефти не получен.

По предложенному способу коэффициент продуктивности на добывающей скважине вырос в 3 раза, дебит жидкости увеличился с 2 м³/сут до 11 м³/сут без увеличения обводненности продукции.

Анализ трещины разрыва показал, что трещина преимущественно распространилась вверх. При эксплуатации скважины не выявлено обводнения добываемой продукции от нижележащего водоносного пласта. Безводный эффект сохраняется в течение 1,5 лет, в то время как по прототипу повышение обводненности возникает сразу после вода в эксплуатацию скважины.

Применение предложенного способа позволит решить задачу интенсификации скважины, вскрывшей залежь с нижерасположенным водоносным пластом.

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, при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, обеспечивающий ограниченное время удерживания проппанта во взвешенном состоянии, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины. 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 при тестовой закачке в качестве жидкости разрыва используют линейный гель, обеспечивающий ограниченное время удерживания проппанта во взвешенном состоянии, в качестве проппанта используют смесь проппантов, обладающих после осаждения повышенным сопротивлением прохождению жидкости разрыва, после тестовой закачки скважину выдерживают под давлением до осаждения проппанта в нижнюю часть трещины разрыва, при этом количество проппанта в жидкости разрыва назначают достаточным для заполнения трещины разрыва на 0,1-0,3 высоты трещины.