Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины Российский патент 2020 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам обработки призабойной зоны пласта кислотными реагентами добывающей скважины.

Известен способ добычи углеводородов из нефтекерогеносодержащих пластов (патент RU № 2671880, МПК E21B 43/247, E21B 43/267, E21B 43/27, E21B 43/22, опубл. 07.11.2018 в Бюл. № 31), включающий приготовление рабочих агентов, инжектирование их по продуктопроводу в продуктивный нефтекерогеносодержащий пласт с целью высокотемпературного термохимического воздействия на продуктивный пласт с последующим отбором из него углеводородов в режиме фонтанирования скважины и доставку их на дневную поверхность по продуктопроводу, причем перед высокотемпературным термохимическим воздействием на продуктивный пласт осуществляют восстановление естественной трещиноватости и естественных флюидопроводящих каналов в призабойной зоне продуктивного пласта путем низкотемпературного термохимического воздействия на него рабочим агентом с последующим закреплением каналов нанопроппантом в результате низкотемпературного термохимокаталитического воздействия с использованием рабочего агента, а также для увеличения межгранулярной проницаемости в призабойной зоне скважины подвергают продуктивный пласт кислотному термохимическому воздействию с использованием рабочего агента с последующими тепловым воздействием на продуктивный пласт и проведением в нем внутрипластовых тепловых взрывов, причем после осуществления основного высокотемпературного термохимического воздействия и перед отбором углеводородов осуществляют термокаталитическое воздействие на продуктивный пласт для внутрипластового облагораживания углеводородов с последующим осуществлением на продуктивный пласт водородно-термокаталитического воздействия с использованием каталитического нанопроппанта для увеличения степени полноты молекулярной модификации нефти низкопроницаемых пород, битуминозной нефти и керогена в более ценные углеводороды и предупреждения компакции продуктивного пласта за счет закрепления флюидопроводящих каналов продуктивного пласта нанопроппантом, после чего осуществляют термогидроуглекислотное воздействие на продуктивный пласт с последующим отбором по продуктопроводу модифицированных и частично облагороженных углеводородов на дневную поверхность, а в процессе доставки углеводородов на дневную поверхность осуществляют их дополнительное частичное облагораживание за счет пропускания через проточный реактор, образованный пространством в продуктопроводе между колонной насосно-компрессорных труб и коаксиально размещенной в ней безмуфтовой трубой.

Недостатками способа являются узкая область применения (только для скважин с высоким внутрипластовым давлением – фонтанирующих скважин) и сложность реализации из-за большого количества операций и их много стадийность с применением дорогостоящих реагентов и оборудования.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки нефтяного, или газового, или газоконденсатного месторождения с подстилающей или подошвенной водой и добычи нефти, или газа, или газового конденсата (углеводорода) штанговым насос-компрессором с раздельным приемом углеводорода и воды (патент RU № 2293214, МПК F04B 47/00, E21B 43/00, опубл. 10.02.2007 в Бюл. № 4), по которому спускают в скважину колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с пакером и хвостовиком, подают через хвостовик в колонну НКТ, нагретую до 70-80°С, смесь безводной нефти с маслорастворимым или масловодорастворимым поверхностно-активным веществом (ПАВ) в количестве, достаточном для вытеснения холодной и остывшей нефти из хвостовика в затрубное пространство скважины в зоне пласта и размещения нагретой смеси напротив зоны перфорации, перекрывают пакером затрубное пространство скважины и закачивают под давлением нагретую смесь нефти с ПАВ ниже установки пакера в пласт, выдерживают давление в течение времени, достаточного для разложения водонефтяной эмульсии в конусе воды в призабойной зоне скважины, затем срывают и извлекают пакер, в скважину спускают штанговый насос-компрессор с раздельным приемом и устанавливают его таким образом, чтобы входное отверстие хвостовика располагалось ниже средней линии водонефтяного контакта за конусом обводнения, и осуществляют откачку пластовой воды через хвостовик, а углеводорода - по затрубному пространству через боковой клапан насос-компрессора.

Недостатками данного способа являются наличие большого количества спускоподъемных операций и большие затраты времени между обработкой и добычей связанных с отсутствием, связанные с необходимостью подъема насосного оборудования перед кислотной термообработкой и спуска насосного оборудования после обработки, и необходимость постоянного контроля за расположением насосного оборудования в скважине для раздельной добычи воды и нефти.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины, позволяющего без спускоподъемных операций насосного оборудования проводить термическую кислотную обработку призабойной зоны пласта и осуществлять отбор без контроля расположения насосного оборудования, что в совокупности приводит к экономии материальных и временных ресурсов.

Техническая задача решается способом обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины, включающим спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ с хвостовиком, закачку реагента и горячей воды в пласт, спуск на лифтовых трубах в скважину глубинного насоса, отбор продукции скважины насосом.

Новым является то, что в качестве реагентов используют кислотный состав, перед спуском НКТ предварительно определяют приемистость пласта, необходимый объем закачки реагентов и время реагирования кислотного состава с горячем состоянии с материалом труб, спущенных в скважину, исходя из чего выбирают площадь поперечного сечения межтрубного пространства, при котором исключается активное реагирование кислотного состава с материалом скважинных труб, в скважину перед закачкой концентрично спускают колонну лифтовых труб с насосом и наружным диаметром, обеспечивающим выбранную площадь поперечного сечения снаружи этих лифтовых труб, по которой закачивают кислотный состав, которую продавливают горячей водой в пласт, после необходимой для реагирования кислотного состава технологической выдержки продукцию скважины сразу начинают отбирать глубинным насосом, при необходимости кислотную обработку пласта производят несколько циклов в сочетании с отбором продукции пласта до получения необходимой проницаемости призабойной зоны.

Новым также является то, что в скважинах малого диаметра в качестве лифтовых труб используют НКТ.

Новым является также то, что в качестве глубинных насосов применяют электроцентробежные насосы.

На фиг 1 изображена схема реализации способа.

На фиг 2 изображен разрез А-А фиг. 1.

Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины включает спуск в скважину 1 (фиг.1) колонны насосно-компрессорных труб – НКТ 2 с хвостовиком 3, закачку реагента и горячей воды в пласт 4, спуск на лифтовых трубах 5 в скважину глубинного насоса 6, отбор продукции скважины 1 насосом 6. В качестве реагентов используют кислотный состав (выбираю в лабораторных условиях, исходя из материала пласта 4 по анализу эффективности растворения керна – на состав авторы не претендуют). Перед спуском НКТ 2 предварительно определяют приемистость пласта 4, необходимый объем закачки реагентов (из геофизических исследований) и время реагирования кислотного состава с горячем состоянии с материалом труб НКТ 2 и лифтовых труб 5 (при помощи лабораторных исследований), спущенных в скважину 1. Исходя из полученных результатов выбирают площадь поперечного сечения S (фиг. 2) межтрубного пространства 7, при котором исключается активное реагирование кислотного состава с материалом скважинных труб НКТ 2 (фиг. 1) и лифтовых труб 5. В скважину 1 перед закачкой концентрично спускают колонну лифтовых труб 5 с насосом 6 (фиг. 2) и наружным диаметром D, обеспечивающим выбранную площадь поперечного сечения S межтрубного пространства 7 снаружи этих лифтовых труб 5 (фиг. 1), по которой закачивают кислотный состав. Кислотный состав для ускорения реагирования продавливают горячей водой (температурой 50 – 85 °С) в пласт 4. После необходимой для реагирования кислотного состава технологической выдержки продукцию скважины сразу начинают отбирать глубинным насосом 6. При необходимости кислотную обработку пласта 4 производят несколько циклов в сочетании с отбором продукции пласта 4 до получения необходимой проницаемости призабойной зоны этого пласта 4. В скважинах малого диаметра (с обсадными трубами 8 диаметром ø 114 мм и менее) в качестве лифтовых труб 5 используют НКТ 2 (то есть насос 6 сразу спускают на НКТ малого диаметра, а лифтовые трубы не используют), а необходимая площадь S (фиг. 2) обеспечивается зазором между насосом 6 и внутренней стенкой скважины 1 (не показано). При работе в высокодебитных скважинах 1 качестве глубинных насосов 6 могут применять применяют электроцентробежные насосы.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность, на фиг. 1 и 2 не показаны или показаны условно.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1

В скважину 1 (фиг. 1) с обсадными трубами 8 наружным диаметром ø 168 мм (внутренний диаметр ø 150 мм) спустили НКТ 2 диаметром ø 102 мм (внутренний диаметр ø 89 мм). После исследований определили, что при закачке кислотного состава (15% водного раствора HCl) для минимизации реакции с металлом обсадных труб 8, НКТ 2 и лифтовых труб 5 (трубы НКТ меньшего диаметра) площадь поперечного сечения S (фиг.2) межтрубного пространства 7 между насосом 6 и НКТ 2 должен быть не более 4000 мм² (S ≤ 4000 мм²). Исходя из этих исследований выбрали насос 6 (штанговый глубинный насос – ШГН) наружным диаметром ø 57 мм, спускаемым на лифтовых трубах 5 (фиг.2) диаметром ø 60 мм (S ≈ 3400 мм²). По межтрубному пространству 7 закачали в пласт 4 кислотный состав в объеме 1,5 м³ и продавили горячей водой в объеме 2,7 м³ температурой 65 °С (выделившейся воды после отделения нефти, получаемой про добыче высоковязкой нефти по технологии паро-гравитационного воздействия на пласт на близлежащем месторождении). После технологической выдержки – 1 час приступили к добыче насосом 6 продукции пласта 4.

Пример 2

Для скважины 1 (фиг. 1) с обсадными трубами 8 наружным диаметром ø 102 мм (внутренний диаметр ø 89 мм) в ходе исследований определили, что при закачке кислотного состава (12% водного раствора H₂SO₄) для минимизации реакции с металлом обсадных труб 8 лифтовых труб 5 (трубы НКТ меньшего диаметра) площадь поперечного сечения S (фиг.2) межтрубного пространства 7 между насосом 6 и НКТ 2 должен быть не более 3500 мм² (S ≤ 3500 мм²). Исходя из этих исследований выбрали насос 6 (электроцентробежный насос – ЭЦН) наружным диаметром ø 69 мм, спускаемым на лифтовых трубах 5 (фиг.2) – НКТ диаметром ø 60 мм (S ≈ 2500 мм²). По межтрубному пространству 7 (между обсадными трубами 8 и лифтовыми трубами 5) закачали в пласт 4 кислотный состав в объеме 1,2 м³ и продавили горячей водой в объеме 3 м³ температурой 60 °С (с водонагревателя). После технологической выдержки – 40 мин. приступили к добыче насосом 6 продукции пласта 4.

В обоих примерах насосы 6 оставались в скважине в интервале начальной установки на время закачки кислотной композиции.

Как показала практика для достижения сопоставимых результатов по эффективности (по приросту добычи продукции пласта 4) с аналогами предлагаемому способу требуется закачать объем кислотной композиции примерно в 2 – 3 раза меньше, воды – в 3 – 4 раза меньше, времени на закачку и технологическую выдержку требуется более чем в 3 раза меньше, времени между обработкой и добычей продукции – в 2 – 2,5 раза меньше. При этом практически отсутствует растворение стенок скважинных труб 2, 5 и 8 кислотным составом.

Предлагаемый способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины позволяет без спускоподъемных операций насосного оборудования проводить термическую кислотную обработку призабойной зоны пласта и осуществлять отбор без контроля расположения насосного оборудования, что в совокупности приводит к экономии материальных и временных ресурсов.

Изобретение относится к способу обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины. Техническим результатом является возможность проведения термической кислотной обработки призабойной зоны пласта без спускоподъемных операций насосного оборудования. Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины включает спуск в скважину колонны НКТ с хвостовиком, закачку реагента и горячей воды в пласт, спуск на лифтовых трубах в скважину глубинного насоса, отбор продукции скважины насосом. В качестве реагентов используют кислотный состав. Перед спуском НКТ предварительно определяют приемистость пласта, необходимый объем закачки реагентов и время реагирования кислотного состава в горячем состоянии с материалом труб, спущенных в скважину, исходя из чего выбирают площадь поперечного сечения межтрубного пространства, при котором исключается активное реагирование кислотного состава с материалом скважинных труб. В скважину перед закачкой концентрично спускают колонну лифтовых труб с насосом и наружным диаметром, обеспечивающим выбранную площадь поперечного сечения снаружи этих лифтовых труб, по которой закачивают кислотный состав, который продавливают горячей водой в пласт. После необходимой для реагирования кислотного состава технологической выдержки продукцию скважины сразу начинают отбирать глубинным насосом. При необходимости кислотную обработку пласта производят в несколько циклов в сочетании с отбором продукции пласта до получения необходимой проницаемости призабойной зоны. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

1. Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины, включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с хвостовиком, закачку реагента и горячей воды в пласт, спуск на лифтовых трубах в скважину глубинного насоса, отбор продукции скважины насосом, отличающийся тем, что в качестве реагентов используют кислотный состав, перед спуском НКТ предварительно определяют приемистость пласта, необходимый объем закачки реагентов и время реагирования кислотного состава в горячем состоянии с материалом труб, спущенных в скважину, исходя из чего выбирают площадь поперечного сечения межтрубного пространства, при котором исключается активное реагирование кислотного состава с материалом скважинных труб, в скважину перед закачкой концентрично спускают колонну лифтовых труб с насосом и наружным диаметром, обеспечивающим выбранную площадь поперечного сечения снаружи этих лифтовых труб, по которой закачивают кислотный состав, который продавливают горячей водой в пласт, после необходимой для реагирования кислотного состава технологической выдержки продукцию скважины сразу начинают отбирать глубинным насосом, при необходимости кислотную обработку пласта производят в несколько циклов в сочетании с отбором продукции пласта до получения необходимой проницаемости призабойной зоны.

2. Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины по п. 1, отличающийся тем, что в скважинах малого диаметра в качестве лифтовых труб используют НКТ.

3. Способ обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве глубинных насосов применяют электроцентробежные насосы.