Способ селективного отбора проб продукции пластов одной скважины Российский патент 2022 года по МПК E21B43/14 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к методам по объектного учета продукции скважины при одновременном (совместном) поступлении в каждую из них продукции из двух и более пластов.

Известен способ дифференциации добычи скважины при смешении в ней продукции двух пластов (патент RU №2524728, МПК Е21В 47/00, опубл. 10.08.2014 Бюл. №22) путем предварительного отбора глубинных проб продукции из каждого продуктивного пласта с определением содержания в них реперного компонента (критерия сравнения), последующего отбора устьевой представительной пробы продукции скважины и определения искомых величин добычи по каждому из пластов путем вычислений, причем в качестве реперного компонента для дифференциации добытой нефти и воды по пластам принимают условно стабильный реперный компонент, включающий в себя суммарное содержание определенных (конкретных) углеводородов в добываемой продукции, содержание которых существенно различно для нефтей, а дифференциацию добычи пластовых вод осуществляют по стабильному реперному компоненту - общей минерализации, при этом оценку общей минерализации пластовой воды осуществляют после его полного удаления из устьевой пробы с последующим испарением воды из штатной навески, взвешивают сухой остаток, который затем растворяют в дистиллированной воде, отделяют не растворенные в ней мех примеси, вес которых не учитывают при определении общей минерализации воды.

Недостатками данного способа являются сложность реализации и высокие затраты из-за необходимости проведения сложных и высокоточных анализов, а также снижение точности определения параметров со временем из-за изменения состава химических компонентов в продукции пластов при поддержании пластового давления (закачке вытесняющего агента) и отбора продукции.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения пробы флюида в положении внутри ствола буровой скважины (патент RU №2556583, МПК Е21В 49/08, опубл. 10.07.2015, Бюл. №19), проходящей в подземном пласте, в котором размещают инструмент для отбора проб, снабженный пакером, в стволе буровой скважины на средстве транспортировки; обеспечивают расширение пакера с образованием зоны отбора пробы между верхним ограничительным интервалом и нижним ограничительным интервалом; извлекают флюид из верхнего и нижнего ограничительных интервалов; и извлекают флюид из зоны отбора пробы, причем по меньшей мере два из верхнего ограничительного интервала, нижнего ограничительного интервала и зоны отбора пробы имеют жидкостную изоляцию друг от друга посредством одной или более секций пакера.

Недостатками данного способа являются сложность реализации и высокая стоимость из-за необходимости использования дорогостоящего оборудования и привлечения специальных бригад для установки пакеров.

Технической задачей предполагаемого изобретения упрощение и удешевление процесса селективного отбора проб с сохранением качества проб за счет использования в качестве пакеров гидрофобных гелевый состав плотностью соответствующей плотности скважинной жидкости.

Техническая задача решается способом селективного отбора проб продукции пластов одной скважины, включающим установку между пластами как минимум одного пакера для изоляции пластов друг от друга, отбор скважинной жидкости напротив соответствующего пласта проводят до замещения ее на продукцию пласта, пробу которой поднимают на поверхность для анализа.

Новым является то, что при последовательном вторичном вскрытии определяют производительность каждого из вскрываемых пластов, перед спуском пакера определяют плотность скважинной жидкости, в качестве пакеров используют гелевый гидрофобный состав с высокой адгезией к материалу обсадной трубы и плотностью примерно равной плотности скважинной жидкости в интервале установки, причем гелевый состав используют в объеме, обеспечивающим его толщину достаточную изоляции пластов, а отбор скважинной жидкости напротив соответствующего пласта ведут с производительностью, не превышающей продуктивность этого пласта для исключения сдвига пакера, причем отбор пробы продукции пласта производят пробоотборником.

Способ селективного отбора проб продукции пластов одной скважины реализуется в следующей последовательности.

После строительства скважины с несколькими продуктивными пластами (близкими по составу, проницаемости и пластовому давлению) производят последовательное вскрытие пластов с исследованием их продуктивности. Для этого вскрывают обсадную трубу эксплуатационной колонны (кумулятивными перфораторами, гидромеханическими перфораторами, гидропескоструйными перфораторами или т.п.) один из пластов, насосом отбирают продукцию, снижая уровень жидкости в скважине, останавливают отбор и через определенные промежутки времени (30 с, 1 мин или т.п.) измеряют уровень жидкости, строя кривую восстановления уровня (КВУ), на основании которой определяют продуктивность первого вскрытого пласта (авторы на это не претендуют, так как этот и подобные методы определения продуктивности пластов известны из открытых источников). Потом вскрывают второй пласт, также более производительным насосом отбирают продукцию обоих пластов, снижая уровень жидкости в скважине, останавливают отбор и через определенные промежутки времени (30 с, 1 мин или т.п.) измеряют уровень жидкости, строя кривую восстановления уровня (КВУ), на основании которой определяют продуктивность обоих вскрытых пластов. Продуктивность второго пласта равна разности продуктивности обоих пластов и производительности первого пласта. При наличии других пластов их последовательно вскрывают и аналогичным способом определяют их продуктивность. Данные о продуктивности вскрытых пластов вносят в паспорт соответствующей скважины.

После чего в скважину спускают насосное оборудование и добывают продукцию из нескольких (двух и более) пластов одновременно. Однако со временем состав (обводненность, насыщение химическими элементами) добываемой из каждого пласта меняется и не равномерно, поэтому необходимо проведение селективного анализа продукции каждого пласта.

Перед отбором проб в интервалах установки пакера между двумя пластами или пакеров отсекающих сверху и снизу выбранный пласт берут пробы скважинной жидкости (например, пробоотборником) для определения их плотности.

В качестве пакера используют гелевый гидрофобный состав с высокой адгезией к материалу обсадной трубы, которые применяются для водоизоляции в пластах (см. патенты RU №№2142558, 2321733, 2143551, 2483092 или т.п.), авторы на состав не претендуют. Исходя из плотности скважинной жидкости в лабораторных условиях подбирают плотность этих гелевых гидрофобных составов, например, используя пресную воду (для уменьшения плотности), минеральную воду или глинистую суспензию (для увеличения плотности), поверхностно-активные вещества (ПАВ - для снижения плотности) и/или т.п. (авторы на это не претендуют). Преимущество гелевых гидрофобных составов обладает гидрофильными (олеофобными) свойствами, исключающими его растворение в скважинной жидкости, образует устойчивый гель, который можно свободно откачивать вместе со скважинной жидкостью спущенным насосом, и обладает самовосстанавливающимся свойством, т.е. после нарушения структуры (прохождения пробоотборника, малогабаритного насоса) гель восстанавливается без нарушения изоляции и разобщения пластов.

Также в лабораторных условиях или эмпирическим путем определяют необходимую толщину пакера (гелевого гидрофобного состава) и объем его, необходимый для установки пакера. Например, для Елабужского месторождения Республики Татарстан (РТ) для изоляции двух пластов необходима толщина пакера не менее 0,7 м для обсадной трубы 146 × 7 (с внутреннем ∅ 132 мм или 0,132 м) эксплуатационной колонны. Необходимый объем определяем по формуле:

,

где π - постоянная - число π ≈ 3,14;

d - внутренний диаметр обсадной трубы, м;

Н - толщина пакера, м.

Поэтому объем гелевого гидрофобного состава должен быть V ≥ 0,0097 м³. Выбирают с гарантированным запасом примерно 10 - 30% (для гарантированной изоляции), то есть 0,01 - 0,012 м³. Делать запас реагента больше 30% не рентабельно, так как не увеличивает надежности.

Необходимый объем гелевого гидрофобного состава спускают в скважину в интервал установки на канатной желонке (см. патенты RU №60968, 178977 или т.п.) или в капсуле с кумулятивным взрывателем на геофизическим кабеле, после чего гелевый гидрофобный состав из желонки или слабым взрывом из капсулы высвобождают в скважине. После распределения гелевого гидрофобного состава и взаимодействия со стенками обсадной колонны скважины (для месторождений РТ - не менее 30 мин, определено эмпирическим путем) с образованием непроницаемого для скважинной жидкости пакера. За счет плотности, примерно равной плотности скважинной жидкости, и адгезии к материалу обсадной трубы скважины пакер удерживается в соответствующем интервале установки. При необходимости установки нескольких подобных пакеров их устанавливают последовательно снизу-вверх.

После чего в скважину спускают насос с производительностью, не превышающей продуктивность исследуемого пласта. Вход насоса располагают напротив исследуемого пласта (выше пакера, ниже пакера или между пакерами), после чего производят отбор скважинной жидкости насосом, напротив соответствующего пласта проводят до замещения ее на продукцию пласта (для месторождений РТ обычно в двукратном-трёхкратном объёме жидкости, отсекаемой пакером или пакерами). Так как производительность насоса не превышает продуктивность исследуемого пласта, то замещение скважинной жидкости на продукцию этого пласта происходит на естественном режиме работы пласта, то есть без образования перепада давлений (снижения давления в интервале исследуемого пласта) в скважине, который может привести к смещению и/или нарушению целостности пакера, что недопустимо.

После чего в скважину спускают пробоотборник (патенты RU №№82763, 115005, 2686885 или т.п.), которым производят отбор пробы продукции исследуемого пласта, причем пакер (гелевый гидрофобный состав) пробоотборник при необходимости проходит под собственным весом, не нарушая целостности и изоляционных свойств пакера. Пробу продукции пласта поднимают на поверхность для анализа в лабораторных условиях или специальным анализатором (авторы на это не претендуют).

При необходимости для других постов отбор проб производят аналогичными технологическими операциями. Все пробы соответствуют тому состоянию продукции исследуемого пласта на момент отбора.

Для производства работ не требуется использование специальных бригад с дорогостоящим и сложным оборудованием. А затраты времени на все операции сокращаются как минимум в 2 раза по сравнению с наиболее близким аналогом.

После отбора пробы или проб в скважину спускают производственный насос в интервал установки и начинают откачку продукцию из пластов, создавая перепад давлений над или под пакером, под действием которого пакер сдвигается, попадает на вход насоса и откачивается на поверхность. Других специальных операций по снятию пакера не требуется.

Предлагаемый способ селективного отбора проб продукции пластов одной скважины позволяет упростить и удешевить процесс селективного отбора проб с сохранением качества проб за счет использования в качестве пакеров гидрофобных гелевый состав плотностью соответствующей плотности скважинной жидкости.

Изобретение относится к способу селективного отбора проб продукции пластов одной скважины. Способ селективного отбора проб продукции пластов одной скважины включает установку между пластами как минимум одного пакера для изоляции пластов друг от друга. Отбор скважинной жидкости пласта проводят до замещения ее на продукцию пласта. Пробу продукции пласта поднимают на поверхность для анализа. При последовательном вторичном вскрытии определяют производительность каждого из вскрываемых пластов. Перед спуском пакера определяют плотность скважинной жидкости. В качестве пакера используют гелевый гидрофобный состав с адгезией к материалу обсадной трубы и плотностью равной плотности скважинной жидкости в интервале установки. Гелевый состав используют в объеме, обеспечивающем его толщину, достаточную изоляции пластов. Отбор скважинной жидкости напротив соответствующего пласта ведут с производительностью, не превышающей продуктивность этого пласта для исключения сдвига пакера. Отбор пробы продукции пласта производят пробоотборником. Технический результат заключается в упрощении процесса селективного отбора проб с сохранением качества проб.

Способ селективного отбора проб продукции пластов одной скважины, включающий установку между пластами как минимум одного пакера для изоляции пластов друг от друга, отбор скважинной жидкости напротив соответствующего пласта проводят до замещения ее на продукцию пласта, пробу которой поднимают на поверхность для анализа, отличающийся тем, что при последовательном вторичном вскрытии определяют производительность каждого из вскрываемых пластов, перед спуском пакера определяют плотность скважинной жидкости, в качестве пакеров используют гелевый гидрофобный состав с адгезией к материалу обсадной трубы и плотностью равной плотности скважинной жидкости в интервале установки, причем гелевый состав используют в объеме, обеспечивающем его толщину, достаточную изоляции пластов, а отбор скважинной жидкости напротив соответствующего пласта ведут с производительностью, не превышающей продуктивность этого пласта для исключения сдвига пакера, причем отбор пробы продукции пласта производят пробоотборником.