Способ регенерации фильтра и очистки призабойной зоны пласта Российский патент 2024 года по МПК E21B37/08 E21B37/06 

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к способам повышения производительности эксплуатационных скважин на газовых месторождениях и подземных хранилищах газа (ПХГ), и может быть использовано при проведении ремонтных работ по интенсификации притока газа в эксплуатационных скважинах, оборудованных противопесочными фильтрами.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта, включающий последовательную закачку щелочной буферной жидкости, активного реагента, выдержку их для реагирования с породами пласта и кольматирующими их веществами, отбор отработанного активного реагента, удаление продуктов реакции из пласта и введение скважины в эксплуатацию (см. патент RU 2232879 С1. Способ обработки призабойной зоны пласта, Е21В 43/22, опубл. 04.01.2003).

Недостатком упомянутого выше способа является низкая производительность, а также ограниченная область его применения, поскольку он предназначен для диспергирования кольматирующих веществ, которые образовались в результате того, что проводка скважин велась на утяжеленных баритом (сульфатом бария) глинистых растворах и не может быть использован для растворения очень твердой породы кольматанта, например, сульфата кальция.

Известен способ проведения обработки газовых скважин подземных хранилищ газа оборудованных противопесочными фильтрами, включающий поэтапную закачку водного раствора соляной кислоты и его выдержку для разрушения карбонатного кольматанта на проволочном противопесочном фильтре, повторную закачку водного раствора соляной кислоты с продавкой в призабойную зону пласта и его выдержку для разрушения карбонатного кольматанта на гравийно-намывном фильтре и в пласте коллекторе, проведение газодинамических исследований с целью определения дебита скважины на разных режимах, и в случае не достижения проектного дебита, проводят дополнительные обработки скважины технологической жидкостью, приготовленной на основе водного раствора едкого натра с комплексообразующим веществом, аналогично операциям, описанным выше (см. патент на изобретение RU 2726089 С1. Способ проведения обработки газовых скважин подземных хранилищ газа, Е21В 43/22, опубл. 09.07.2020).

Недостатком указанного выше способа является низкая эффективность регенерации противопесочного фильтра и очистки призабойной зоны пласта (ПЗП) ввиду отсутствия технологических операций, способствующих регенерации противопесочного фильтра и пласта-коллектора от сульфатных, железистых и глинистых кольматантов.

Техническим результатом заявленного способа регенерации фильтра и очистки призабойной зоны от кольматирующих образований является максимальное увеличение производительности скважины за счет разрушения карбонатных, сульфатных, железистых и глинистых кольматантов на поверхности противопесочного фильтра и повышения эффективности очистки призабойной зоны скважины и пласта-коллектора.

Технический результат достигается тем, что в способе регенерации фильтра и очистки ПЗП поэтапно проводят технологические операции по разрушению различных типов кольматанта на противопесочном фильтре и в пласте-коллекторе, для чего на первом этапе удаляют грязевые осадки на забое скважины путем промывки ПЗП технической водой, после чего на втором этапе закачивают в ПЗП технологическую жидкость, приготовленную на основе водного раствора перекиси водорода для создания реагентной ванны, посредством которой будет происходить разрушение цементирующей основы глинистого кольматанта, образовавшегося на поверхности противопесочного фильтра, в течение заданного времени воздействия закачанной технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода на глинистый кольматант, при этом объем технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции, на третьем этапе закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора дитионита натрия для создания реагентной ванны, посредством которой будет происходить разрушение цементирующей основы железистого кольматанта, образовавшегося на противопесочном фильтре, в течение заданного времени воздействия закачанной технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия на железистый кольматант, при этом объем технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции, и далее на четвертом этапе закачивают технологическую жидкость, приготовленную на основе водного раствора сульфаминовой кислоты с комплексообразующим веществом и продавливают ее в пласт для разрушения карбонатных и сульфатных кольматантов, как на поверхности противопесочного фильтра, так и в пласте-коллекторе, далее выдерживают упомянутую технологическую жидкость в течение заданного периода времени, необходимого для растворения карбонатных и сульфатных кольматантов, промывают скважину от продуктов реакции, осуществляют освоение и вводят в эксплуатацию.

Таким образом, с целью повышения максимальной производительности скважины путем регенерации фильтра и очистки призабойной зоны пласта приготавливают отличающие по составу технологические жидкости для растворения различных типов кольматанта. На газовых месторождениях применение данного способа возможно только в тех скважинах, в которых призабойная зона на момент проведения технологических операций не обводнена. В газовых скважинах ПХГ применение данного способа желательно осуществлять в нейтральный период после закачки газа в хранилище.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

При эксплуатации скважины на газовых месторождениях и ПХГ для предотвращения выноса песка в ПЗП устанавливают противопесочный фильтр, представляющий собой щелевой фильтр-каркас, являющийся внутренним экраном для гравия, доставляемого с устья скважины для заполнения кольцевого пространства между ним и стенкой скважины. Размер щелей фильтра-каркаса выбирается в соответствии с гранулометрическим составом пластового песка и фракцией используемого гравия. Длина определяется с условием перекрытия всего интервала продуктивной части пласта-коллектора. Противопесочные фильтры устанавливаются в скважины с различным типом заканчивания: перфорированной обсадной колонной, открытым стволом и расширенной призабойной зоной. Основной причиной снижения производительности скважины является кольматация щелевого фильтра-каркаса и ПЗП.

Механизм кольматации фильтра происходит следующим образом. В результате разрушения глинистой составляющей пласта-коллектора и покрышки происходит движение глинистых частиц (значительно меньших по размеру, чем размер пластового песка), способствующих кольматации гравийной набивки и самого фильтра, о чем свидетельствуют извлеченные из скважин фильтры на ПХГ. Кроме того, протекающие в ПЗП и пласте-коллекторе в присутствии пластовой воды физико-химические процессы (обменная аб- и адсорбция, сорбция, окислительно-восстановительные реакции, растворение и выщелачивание, набухание, экстракция и кристаллизация солей, гидратация, сульфатредукция и др.) способствуют осадкообразованию (солеотложение) на поверхности фильтра и в пласте коллекторе. В большинстве случаев осадки (кольматанты) являются многокомпонентными и могут содержать одновременно соли железа, марганца и их гидрооксиды, карбонаты кальция или магния, соединения кремнекислоты и сульфиды, а также песок и глину. Они осаждаются на поверхности фильтра и в порах прилегающего пласта-коллектора под действием силы тяжести или адсорбируются под действием сил поверхностного натяжения. Со временем кольматанты обезвоживаются и уплотняются. Для разрушения кольматантов (осадков неорганических солей, глинистых частиц и частиц песка) в практике проведения ремонтных работ используются различные способы интенсификации притока флюида с применением химических реагентов.

На первом этапе проводится предварительная промывка призабойной зоны скважины технической водой (не менее 10-15 циклов при создании возможной максимальной скорости закачки) для удаления возможных грязевых осадков на забое скважины (например, песчано-глинистая пробка, рыхлопористые отложения на поверхности противопесочного фильтра, как правило, биологического происхождения).

На втором этапе в призабойную зону скважины закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора перекиси водорода и выдерживают его в течение 12-16 часов для разрушения глинистого кольматанта на поверхности противопесочного фильтра, т.е. устанавливают жидкостную ванну. Объем закачки технологической жидкости выбирают из условия перекрытия ее верхней части противопесочного фильтра, а именно: объем закачки должен быть таким, чтобы жидкостной столб водного раствора перекиси водорода, закачанного в скважину, был более чем на 10 метров выше верхней части противопесочного фильтра. Такой объем закачки упомянутой технологической жидкости обеспечивает необходимую степень разрушения глинистого кольматанта на поверхности фильтра и ПЗП. Далее скважину промывают от продуктов реакции технической водой.

На третьем этапе в призабойную зону скважины закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора дитионита натрия и выдерживают его в течение 8-12 часов для разрушения железистого кольматанта на поверхности противопесочного фильтра, т.е. устанавливают жидкостную ванну. Объем закачки технологической жидкости выбирают из условия перекрытия ее верхней части противопесочного фильтра, а именно: объем закачки должен быть таким, чтобы жидкостной столб водного раствора дитионита натрия, закачанного в скважину, был более чем на 10 метров выше верхней части противопесочного фильтра. Такой объем закачки упомянутой технологической жидкости обеспечивает необходимую степень разрушения железистого кольматанта на фильтре и ПЗП. Далее скважину промывают от продуктов реакции технической водой.

На четвертом этапе в призабойную зону скважины закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора сульфаминовой кислоты с комплексообразующем веществом, продавливают ее в пласт и выдерживают в течение 22-24 часов для разрушения карбонатных и сульфатных кольматантов на поверхности противопесочного фильтра и в пласте-коллекторе. Комплексообразующее вещество вводится с целью предотвращения вторичного выпадения нерастворимых в воде карбонатов двухвалентных металлов (кальция, магния) и нерастворимых гидроксосоединений железа при снижении концентрации активного вещества (сульфаминовой кислоты) и удержания двухвалентного металла в стабильном растворимом состоянии. В качестве комплексообразующего вещества используется полиаминополиэфирметиленфосфоновая кислота. Объем водного раствора технологической жидкости выбирается в зависимости от конструкции скважины, пористости пласта-коллектора, радиуса ПЗП со сниженной проницаемостью и рассчитывается по формуле:

V=πr²mh,

где V - объем водного раствора технологической жидкости, м³;

r - планируемый радиус проникновения водного раствора технологической жидкости, м;

m - коэффициент пористости породы,

h - мощность обрабатываемого интервала, м.

Далее скважину промывают от продуктов реакции технической водой, осваивают и вводят в эксплуатацию.

Повышение производительности скважины после выполнения вышеперечисленных технологических операций происходит за счет диспергирования и растворения различных типов кольматанта как на поверхности противопесочного фильтра, так в пласте-коллекторе.

Заявленный способ позволяет обеспечить повышение производительности эксплуатационных газовых скважин на месторождениях и ПХГ, за счет регенерации фильтра и повышения эффективности очистки призабойной зоны и пласта-коллектора.

Экономический эффект при использовании данного способа будет достигаться за счет повышения производительности газовых эксплуатационных скважин и увеличения максимальной суточной производительности ПХГ в период пиковых отборов газа в зимние месяцы.

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к способам повышения производительности эксплуатационных скважин на газовых месторождениях и подземных хранилищах газа. При осуществлении способа на первом этапе удаляют грязевые осадки на забое скважины путем промывки призабойной зоны пласта (ПЗП) технической водой, после чего на втором этапе закачивают в ПЗП технологическую жидкость на основе водного раствора перекиси водорода. Объем технологической жидкости выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции. На третьем этапе закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора дитионита натрия для создания реагентной ванны, при этом ее объем выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции. На четвертом этапе закачивают технологическую жидкость, приготовленную на основе водного раствора сульфаминовой кислоты с комплексообразующим веществом, и продавливают ее в пласт для разрушения карбонатных и сульфатных кольматантов как на поверхности противопесочного фильтра, так и в пласте-коллекторе, далее выдерживают упомянутую технологическую жидкость в течение заданного периода времени, промывают скважину от продуктов реакции, осуществляют освоение и вводят в эксплуатацию. Увеличивается производительность скважины за счет разрушения карбонатных, сульфатных, железистых и глинистых кольматантов на поверхности противопесочного фильтра, повышается эффективность очистки призабойной зоны скважины и пласта-коллектора.

Способ регенерации фильтра и очистки призабойной зоны пласта, заключающийся в том, что поэтапно проводят технологические операции по разрушению различных типов кольматанта на противопесочном фильтре и в пласте-коллекторе, для чего на первом этапе удаляют грязевые осадки на забое скважины путем промывки призабойной зоны пласта (ПЗП) технической водой, после чего на втором этапе закачивают в ПЗП технологическую жидкость, приготовленную на основе водного раствора перекиси водорода для создания реагентной ванны, посредством которой будет происходить разрушение цементирующей основы глинистого кольматанта, образовавшегося на поверхности противопесочного фильтра, в течение заданного времени воздействия закачанной технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода на глинистый кольматант, при этом объем технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости на основе водного раствора перекиси водорода была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции, на третьем этапе закачивают технологическую жидкость на основе водного раствора дитионита натрия для создания реагентной ванны, посредством которой будет происходить разрушение цементирующей основы железистого кольматанта, образовавшегося на противопесочном фильтре, в течение заданного времени воздействия закачанной технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия на железистый кольматант, при этом объем технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия выбирают таким образом, чтобы высота жидкостного столба закачанной технологической жидкости на основе водного раствора дитионита натрия была выше верхней части противопесочного фильтра, затем осуществляют промывку от продуктов реакции, и далее на четвертом этапе закачивают технологическую жидкость, приготовленную на основе водного раствора сульфаминовой кислоты с комплексообразующим веществом, в качестве которого используется полиаминополиэфирметиленфосфоновая кислота, и продавливают ее в пласт для разрушения карбонатных и сульфатных кольматантов как на поверхности противопесочного фильтра, так и в пласте-коллекторе, далее выдерживают упомянутую технологическую жидкость в течение заданного периода времени, необходимого для растворения карбонатных и сульфатных кольматантов, промывают скважину от продуктов реакции, осуществляют освоение и вводят в эксплуатацию.