Способ воздействия на нефтенасыщенный интервал пласта в горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины Российский патент 2019 года по МПК E21B23/14 E21B28/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на продуктивный пласт с целью увеличения производительности добывающих скважин и повышению нефтеотдачи пластов в целом.

На сегодняшний день, в связи со вступлением большинства крупных нефтяных месторождений в поздние и завершающие стадии разработки, а также увеличением доли трудноизвлекаемых запасов, все большую популярность приобретают нестандартные методы увеличения нефтеотдачи, отличающихся повышенной управляемостью, энергоэффективностью и экологичностью. Для трудноизвлекаемых запасов, которые характеризуются сложными геологическими особенностями, выраженными в неоднородности пластов-коллекторов, низкими фильтрационно-емкостными свойствами, управляемое физическое воздействие на фильтрационные процессы позволит адресно воздействовать на зоны с остаточными запасами. Для месторождений с физически обусловленными затруднениями вытеснения, вызванными высокой вязкостью нефти, реологическими свойствами, высокой долей микрокапилляров, требуется прямое длительное действие на флюиды для стимуляции фильтрационных процессов за счет снижения вязкости, градиента сдвига и капиллярных сил.

Электромагнитное воздействие - это воздействие, оказываемое колебаниями волн различных диапазонов с целью влияния на нефтесодержащий пласт и пластовый флюид, для изменения их свойств, которые повлияют на дополнительное извлечение нефти.

Из уровня техники известны способы воздействия физическими полями на призабойную зону вертикальных скважин путем создания депрессионно-репрессионных импульсов давления [Патенты RU 2276722 С1 (2006 г.); RU 2310059 С1 (2007 г.); RU 2373386 С1 (2009 г.]. Однако эти способы невозможно использовать в горизонтальном окончании скважины в силу габаритных размеров устройств, конструктивных особенностей и специфики доставки аппаратуры в горизонтальный ствол скважины.

Известен способ интенсификации добычи нефти и реанимации простаивающихнефтных скважин путем электромагнитного резонансного воздействия на продуктивный пласт [Патент RU №2379489, МПК Е21В 43/16, 2008 г.], при котором с помощью резонансно-волновых генераторов, расположенных на поверхности или погруженных в скважину, создают в продуктивном пласте электромагнитные направленные колебания одинаковой частоты, которые накладывают на собственную частоту колебаний углеводородного флюида, формируя и управляя резонансными колебаниями с помощью размещенной на поверхности аппаратуры.

Недостатком указанного способа является то, что для его реализации требуются достаточно большие ресурсы, так как при его реализации первоначально задают волновому потоку от добывающей скважины мощность, значительно превышающую мощность каждого из встречных волновых потоков с учетом коэффициентов затухания, а в дальнейшем мощность колебательного потока от добывающей скважины плавно уменьшают с одновременным пропорциональным плавным увеличением мощности каждого из встречных колебательных потоков. Таким образом, для реализации способа требуется наличие как минимум двух расположенных рядом скважин и высокомощного источника электрической энергии. Все это значительно повышает затраты при добыче нефти, то есть снижает эффективность процесса в целом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ и устройство воздействия на нефтенасыщенные пласты и призабойную зону горизонтальной скважины [Патент РФ №2600249, Опубликовано: 20.10.2016]. Способ включает доставку и размещение в горизонтальном окончании скважины устройства, оснащенного накопительным блоком электроэнергии, излучателем с двумя электродами, которые замыкаются по команде оператора калиброванной металлической проволокой, что приводит к ее взрыву и образованию направленной, точечной ударной волны высокого давления, распространяющейся радиально от заданных точек горизонтального ствола скважины с целью увеличения проницаемости призабойной зоны рабочих участков горизонтального ствола. Технический результат заключается в повышении эффективности эксплуатации наклонно направленной скважины с горизонтальным окончанием.

Недостатком указанного способа является применимость в скважинах с обсаженным горизонтальным участком (диаметр обсадной колонны - 146 мм). Не совсем понятна схема поверхностного оборудования для проведения работ с применением колтюбинга. Как правило, гибкая труба колтюбинга подается в цепи инжектора через направляющую арку, расположенной непосредственно над инжектором, а не через ролик. Далее гибкая труба проходит через уплотнительное устройство, расположенное непосредственно под инжектором. Для спуска компоновки в скважину в схеме поверхностного оборудования желательно должен быть предусмотрен райзер.

Задача, стоящая перед созданием изобретения, состоит в повышении эффективности проведения работ по воздействию на нефтенасыщенный интервал пласта в горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины.

Технический результат заключается в разработке эффективного способа воздействия на продуктивный пласт с применением установки «непрерывная труба».

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что способ воздействия на нефтенасыщенный интервал пласта в горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины включает глушение скважины солевым раствором, извлечение внутрискважинного оборудования, установку на фонтанной арматуре срезного-глухого превентора, райзера, блока противовыбросового оборудования, уплотнительного устройства, а также инжектора с направляющей аркой, подачу в горизонтальный участок скважины на гибкой трубе оборудования, включающего соединитель с гибкой трубой, комплект обратных клапанов, аварийный разъединитель, циркуляционный клапан и устройство плазменно-импульсного воздействия, осуществление замыкания калиброванной металлической проволоки устройства плазменно-импульсного воздействия по команде оператора по кабелю, проведение взрыва в горизонтальном участке скважины, осуществление подъема внутрискважинной компоновки с устройством плазменно-импульсного воздействия, освоение скважины и вывод на режим.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1-4).

Наклонно-направленную скважину (1) с горизонтальным окончанием (2) глушат солевым раствором (к примеру, 10%-ным раствором KCl). Состав солевого раствора и концентрация соли (а также ее вид) подбирается из условий глушения скважины с минимальной репрессией на продуктивный пласт (3). Из скважины (1) извлекается внутрискважинное оборудование (4). После этого скважина (1) закрывается верхней главной задвижкой (5) фонтанной арматуры (6).

На фонтанную арматуру (6) ставится поверхностное оборудование, предназначенное для проведения работ с применением установки «непрерывная труба» (7), которая включает (снизу-вверх): срезной-глухой превентор (8), райзер (9), блок противовыбросового оборудования (10) (к примеру, четырехплашечный превентор), уплотнительное устройство (11) (к примеру, с боковым люком), а также инжектор (12) с направляющей аркой для гибкой трубы (13) (фиг. 2).

В скважину (1) с применением установки «непрерывная труба» (7) на гибкой трубе (14) при открытой задвижке (5) подается оборудование, включающее: соединитель с гибкой трубой (15), комплект обратных клапанов (16) (к примеру, два створчатых обратных клапана со съемной гильзой), аварийный разъединитель (17), циркуляционный клапан (18) (к примеру, можно рекомендовать циркуляционный клапан, защищенным патентом РФ на полезную модель №176624) и устройство плазменно-импульсного воздействия (19) с кабелем (к примеру, можно рекомендовать устройство, защищенное патентом РФ на изобретение №2600249) (фиг. 3).

Оборудование, спускаемое на гибкой трубе (14) применением центраторов (не показано), подается в горизонтальный участок (2) скважины (1) (оснащенного, к примеру, перфорированным хвостовиком с заколонными пакерами) в необходимый интервал для обработки пласта (3) (фиг. 4).

По команде оператора по кабелю (не показано) осуществляется замыкание калиброванной металлической проволоки, производится взрыв в скважине, что приводит к увеличению проницаемости призабойной зоны пласта и очистке порового пространства.

Солевой раствор, находящийся в скважине, необходим для кратного повышения температуры в продуктивном пласте под воздействием образующегося магнитного поля, т.к. такой раствор является хорошим проводником электрического поля.

Усиление термического эффекта, в особенности в приближенной призабойной зоне пласта, провоцирует снижение вязкости углеводородов и очистке от механических пласта.

Подача тока с большим напряжением (к примеру, 3000 В) по кабелю способствует появлению электрической дуги, которая и приводит к образованию плазмы и очень быстрому повышению температуры. Расширение плазмы вызывает ударную волну, которая распространяется мгновенно по солевому раствору, находящегося в скважине.

Когда плазма после распространения ударной волны охлаждается, она за счет обратного давления вызывает приток в скважину, благодаря чему и повышается производительность скважины, очищается поровое пространство, прочищаются перфорационные отверстия хвостовика, увеличивается приток нефти.

После проведения работ осуществляется подъем внутрискважинной компоновки с устройством плазменно-импульсного воздействия (19), скважина (1) осваивается (не показано) (к примеру, с помощью подачи азота через вновь спущенную гибкую трубу (14), что способствует снижению гидростатического давления на продуктивный пласт (2)) и выводится на режим.

ПОЯСНЕНИЯ К РИСУНКАМ

1 - Скважина

2 - Горизонтальный участок скважины

3 - Продуктивный пласт

4 - Внутрискважинное оборудование

5 - Верхняя главная задвижка

6 - Фонтанная арматура

7 - Установка «непрерывная труба»

8 - Срезной-глухой превентор

9 - Райзер

10 - Блок противовыбросового оборудования

11 - Уплотнительное устройство

12 - Инжектор

13 - Направляющая арка

14 - Гибкая труба

15 - Соединитель к гибкой трубе

16 - Обратные клапаны

17 - Аварийный разъединитель

18 - Циркуляционный клапан

19 - Устройство плазменно-импульсного воздействия

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для повышения эффективности воздействия на нефтенасыщенный интервал пласта в горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины. Способ включает глушение скважины солевым раствором, извлечение внутрискважинного оборудования, установку на фонтанной арматуре срезного-глухого превентора, райзера, блока противовыбросового оборудования, уплотнительного устройства, а также инжектора с направляющей аркой, подачу в горизонтальный участок скважины на гибкой трубе оборудования, включающего соединитель с гибкой трубой, комплект обратных клапанов, аварийный разъединитель, циркуляционный клапан и устройство плазменно-импульсного воздействия, осуществление замыкания калиброванной металлической проволоки устройства плазменно-импульсного воздействия по команде оператора по кабелю, проведение взрыва в горизонтальном участке скважины, осуществление подъема внутрискважинной компоновки с устройством плазменно-импульсного воздействия, освоение скважины и вывод на режим. Технический результат заключается в увеличении производительности добывающих скважин и повышении нефтеотдачи пластов. 4 ил.

Способ воздействия на нефтенасыщенный интервал пласта в горизонтальном участке ствола нефтедобывающей скважины, отличающийся тем, что включает глушение скважины солевым раствором, извлечение внутрискважинного оборудования, установку на фонтанной арматуре срезного-глухого превентора, райзера, блока противовыбросового оборудования, уплотнительного устройства, а также инжектора с направляющей аркой, подачу в горизонтальный участок скважины на гибкой трубе оборудования, включающего соединитель с гибкой трубой, комплект обратных клапанов, аварийный разъединитель, циркуляционный клапан и устройство плазменно-импульсного воздействия, осуществление замыкания калиброванной металлической проволоки устройства плазменно-импульсного воздействия по команде оператора по кабелю, проведение взрыва в горизонтальном участке скважины, осуществление подъема внутрискважинной компоновки с устройством плазменно-импульсного воздействия, освоение скважины и вывод на режим.