СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Советский патент 1994 года по МПК E21B43/00 E21B43/25 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи газа на газоконденсатных месторождениях путем воздействия на зону продуктивного пласта из полости скважины колебательными процессами.

Известен способ разработки месторождений углеводородов путем воздействия ультразвуковыми и сверхвысокочастотными электромагнитными колебаниями.

Недостатком этого способа воздействия является низкая его эффективность ввиду передачи электромагнитных линий поля на незначительную глубину в пласт (до 15 см).

Известен способ разработки газоконденсатного месторождения, включающий воздействие на продуктивный пласт в призабойной зоне скважины акустическими колебаниями.

Недостатком данного способа является то, что при его реализации не учитываются физические особенности пласта и изменения фазовых явлений в пласте в процессе воздействия.

Целью изобретения является повышение углеводородоотдачи путем поддержания пластового флюида в однофазном состоянии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки газоконденсатного месторождения, включающем воздействие на продуктивный пласт в призабойной зоне скважины акустическими колебаниями, акустическими колебаниями воздействуют на стадии начала конденсации флюида в продуктивный пласт с частотой 0,3-70 кГц при уровне интенсивности направляемых в пласт волн 145-200 дБ.

Воздействие на продуктивный пласт газоконденсатного месторождения, передаваемыми из полости скважины в него акустическими колебаниями, при указанных параметрах процесса, обеспечивает фазовые превращения флюида и переход его из пластичного состояния в жидкое (возгонка) и из жидкого состояния в газообразное однородное однофазовое состояние, близкое к условиям естественным. Такое воздействие обеспечивает интенсификацию тепло-массообменных процессов, переводя их из обычного конвективного режима в прогрессирующий; значительно повышает радиус действия передаваемых акустических колебаний, на несколько метров от оси скважины, и ведет одновременно к повышению экономичности процесса за счет передачи колебаний на значительное расстояние и фазового перехода флюида в газообразное на этом, более значительном, по сравнению с известными решениями, расстоянии от скважины.

На фиг. 1 представлена зависимость приращения дебита скважины в зависимости от времени начала воздействия и стадии эксплуатации скважины;
на фиг. 2 - график зависимости увеличения дебита скважины от частоты и интенсивности акустического воздействия на продуктивный пласт.

Способ основан на том, что в продуктивный пласт передают акустические колебания на стадии начала конденсации флюида с определенной частотой и интенсивностью. Цель передачи акустических колебаний именно на стадии начала конденсации определяется условиями повышения эффективности эксплуатации газоконденсатных скважин - эта стадия определена экспериментальным путем и все процессы, происходящие на данном технологическом участке осуществления способа, связаны с затратами энергии на процесс генерирования и передачи колебаний в пласт и получением при этом приращения дебита скважины. Вся картина происходящих при этом изменений состояния пласта и отдачи скважины показана на прилагаемом графике (фиг. 1).
Так, экспериментами окончательно установлено, что при воздействии на пласт газоконденсатного месторождения в период устойчивого стабильного дебита, при любом диапазоне частот и любой интенсивности воздействия акустическими колебаниями скважина газоконденсатного месторождения практически не дает приращения дебита, это объясняется и связано с тем, что флюид в пласте на первоначальной стадии эксплуатации находится в однофазном состоянии, т. е. газообразном, скорость его притока к скважине высока и он не поддается диспергированию на более мелкие частицы против своего естественного состояния. Более того, воздействие на стадии стабильного дебита приводит к отрицательным явлениям: диспергированию частиц воды - испарению их и перемешиванию с притекающим газом, что увеличивает общий объем газа при резком снижении его качества и необходимости последующего разделения на водяной пар и полезный продукт (углеводороды).

На графике отражено, что при акустическом воздействии на продуктивный пласт газоконденсатного месторождения на стадии начала конденсации газа (когда из-за снизившегося пластового давления в районе скважины началось осаждение жидких фракций вокруг скважины) эффективность этого воздействия резко возрастает, и скважина дает приращение дебита от 10 до 20% за счет того, что акустическое воздействие (при указанных параметрах) не позволяет газу переходить в жидкое состояние, начинающаяся коагуляция частиц останавливается за счет воздействия акустическими волнами и поддержания флюида в однофазном дисперсном состоянии в зоне его обычного фазового перехода без такого воздействия.

Если же акустические колебания в пласт начинают направлять на стадии активной конденсации газа вокруг скважины, то в данном случае также наблюдается эффект увеличения дебита скважины, однако до начала увеличения (приращения) дебита скважины необходимо затратить значительно (в несколько десятков раз) больше энергии на генерирование акустических колебаний, чем при воздействии на стадии начала конденсации. Объясняется это тем, что газ в обширной зоне вокруг скважины перешел в жидкую фазу и практически предупредил доступ газа из пласта в скважину. Т. е. эффективность воздействия на пласт на стадии активной или полной конденсации резко снижается. Более того, на стадии полной конденсации газа вокруг скважины начинается второй фазовый переход - жидкая фаза переходит постепенно в пластичную и в этом случае эффективность воздействия сводится практически к нулю: хотя и наблюдается приращение дебита скважины, но затраты на интенсификацию ее становятся такими, что не оправдывают ее промышленную эксплуатацию.

На фиг. 2 показаны экспериментальные данные приращения дебита скважины газоконденсатного месторождения при интервале частот передаваемых колебаний 0,3-70 кГц и интенсивности волн 145-200 дБ. Пропорциональное приращение дебита наблюдается при повышении частоты колебаний до 50-60 кГц и интенсивности воздействия до 180-190 дБ. За пределами указанных интервалов, как установлено экспериментами, эффективность способа резко снижается при эксплуатации газоконденсатного месторождения.

Далее способ эксплуатации газоконденсатных скважин раскрывается на примерах осуществления его в условиях газоконденсатного месторождения.

П р и м е р 1.

В пласт направляют генерируемые акустическим концентратором колебания при частоте 0,3-5 кГц и уровне интенсивности 145 дБ, при этом процесс фазового перехода газа из жидкого состояния в газообразное малоэффективен, так как не приводит к заметному процессу испарения и переходу в однофазное газообразное состояние; примененные при этом приборы не регистрируют заметное увеличение дебита, до 1% , ввиду того, что процесс тепломассообмена при этом носит обычный характер, а при воздействии частотой менее 0,3 кГц и интенсивности 140 дБ этот процесс практически прекращается, так как радиус распространения колебаний не превышает диаметра скважины, и процесс фазового перехода происходит на этом незначительном участке, что приближает способ по условиям реализации к известным.

П р и м е р 2.

В продуктивный пласт направляют акустические колебания (волны) при частоте 10-15 кГц и уровне интенсивности 165 дБ и с помощью аппаратуры контроля наблюдают за состоянием скважины. При этом наблюдается увеличение дебита скважины на 5-6% за счет более интенсивного диспергирования частиц конденсата и активного испарения.

Процесс повышения эффективности эксплуатации газоконденсатной скважины продолжает наблюдаться и при дальнейшем повышении частоты передаваемых (направляемых) в пласт акустических колебаний и уровня интенсивности, что показано на следующем примере.

П р и м е р 3.

Частоту направляемых в пласт акустических колебаний выбирают равной 45-50 кГц при уровне интенсивности посылаемых волн 185 дБ, приборы регистрируют значительное увеличение дебита скважины на 15-17% , благодаря устойчивому поддержанию прискважинной зоны пласта в однофазном газообразном состоянии. Дальнейшее повышение уровня интенсивности до 204 дБ и частоты колебаний, посылаемых в пласт волн до 70-75 кГц, не приводит к повышению эффекта от воздействия, а наоборот, приводит к снижению дебита скважины. Это происходит потому, что при частоте более 70 кГц волны затухают в непосредственной близости у скважины, а при повышении уровня интенсивности процессы в пласте носят неактивный тепломассообменный характер, стабильность однофазного состояния нарушается, и эффект воздействия падает.
Таким образом, технологические преимущества данного способа эксплуатации газоконденсатных скважин заключаются в увеличении зоны воздействия на пласт за счет выбора оптимальных режимов и параметров воздействия и повышении эффективности эксплуатации газоконденсатных скважин с получением значительного приращения дебита скважин.

Так, если базовым объектом при его высоких энергетических затратах невозможно вести обработку пласта в зоне, превышающей 0,15-0,25 м вокруг скважины, причем время обработки такой зоны составляет несколько часов, то предлагаемым способом возможна обработка в несколько минут зоны радиусом несколько метров. Преимущества заявляемого способа заключаются также и в подборе физической закономерности воздействия на пласт, максимально приравненной к естественному состоянию пласта и флюида в нем.

Эти технологические преимущества позволяют повысить эффективность эксплуатации газоконденсатных скважин за счет увеличения их дебита на 15-20% и получить экономию энергетических затрат и трудовых ресурсов при этом в 2,5-3 раза. Экономический эффект интенсификации одной промысловой скважины в условиях газоконденсатного месторождения составляет в среднем 16,4 тыс. руб. Реализация этого способа направлена на выполнение одной из наиболее актуальных научно-производственных комплексных программ - увеличение добычи газа. (56) Авторское свидетельство СССР N 794200, кл. E 21 B 43/24, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 713988, кл. Е 21 B 43/25, 1977.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, включающий воздействие на продуктивный пласт в призабойной зоне скважины акустическими колебаниями, отличающийся тем, что, с целью повышения углеводородоотдачи путем поддержания пластового флюида в однофазном состоянии, акустическими колебаниями воздействуют на стадии начала конденсации флюида в продуктивный пласт с частотой 0,3 - 70 кГц при уровне интенсивности направляемых в пласт волн 145 - 200 дБ.