Способ вскрытия продуктивных пластов Советский патент 1984 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважий, в частности к вскрытию продуктивных пластов. Многолетняя практика применения для вскрытия продуктивных пластов промывочных жидкостей на водйой основе и лабораторные исследования показали, что проникновение в пласт фильтрата и твердой фазы промывочной жидкости являются основными причинами снижения естественной проницаемости коллектора. В результате этого удлиняются сроки освоения скважин и. снижается их продуктивность, затрудняется интерпретация геофизических материалов и т.д. С целью предотвращения кольматации пор коллектора твердой фазой в настоящее время применяются способы вскрытия продуктивных пластов с использованием промывочных жидкостей без твердой фазы (особенно для вскрытия продуктивных пластов с низкими пластовыми давлениями). В качестве таких промывочных жидкостей используется пресная (техническая) или минерализованная (пластовая) вода, обработанная поверхностно-активными веществами (ПАВ) или полимерами (полиакриламидом, гипаном, КМЦ и др.). Известен способ вскрытия продуктивных пластов с использованием промывочных жидкостей без твердой фазы на основе воды и ПАВ I. Недостатком известного способа является то, что в продуктивный пласт попадает большое количество фильтрата, в результате чего удлиняются сроки освоения скважин, снижается их производительность и искажаются геофизические характеристики иссле дуемых интервалов (разрезов). Известен также способ вскрытия продуктивных пластов путем бурения с промывкой полимерными растворами без твердой фазы На основе полиакриламида при перепаде давления на пласт. Указанный способ предусматривает вскрытие продуктивного пласта с Наименьщим перепадом давления на пласт (не более 15-20 кг/см) с .целью наименьшего его загрязнения фильтратом при использовании полимерных растворов без твердой фазы. Для создания такого перепада давления регулируют плотность полимерного раствора добавкой солей: хлористого Натрия, хлористого кальция, бромистого кальция и цинка 2. Недостатками этого способа вскрытия продуктивнь1х пластов является то, что он не обеспечивает предотвращения проникновения соленого фильтрата и полимера в коллектор, в результате чего ухудщается его естественная проницаемость и возникает трудность определения по геофизическим материалам границ продуктивного пласта. Цель изобретения - повышение коэффициента восстановления первоначальной проницаемости продуктивных пластов и улучшение геофизической информативности о них. Указанная цель достигается тем, что согласно способу вскрытия продуктивных пластов путем бурения с промывкой полимерными растворами без твердой фазы на основе полиакриламида при перепаде давления на пласт, промывку осуществляют при перепаде давления на пласт, равном 40-100 кг/см Кроме того, промывку производят полимерным раствором с содержанием полиакриламида 0,2-0,4 вес. %. На чертеже показана схема осуществления способа. Способ осуществляют следующим образом. До кровли продуктивного пласта бурение производится с промывкой водой или полимерным раствором с Низкой плотностью. Перед вскрытием продуктивного пласта, исходя из ожидаемого пластового давления, производится повышение плотности (утяжеление) полимерного раствора до значений плотности, при которых бы гидростатическое давление промывочной жидкости было на 40-100 кг/см выше пластового. Например, до плотности 1,20 г/см полимерный раствор без твердой фазы может быть приготовлен на основе пластовой минерализованной воды, либо на основе пресной (технической воды с добавкой хлористого натрия NaCl). Плотности до 1,40 г/см можно достичь добавками хлористого кальция, плотности до 1,70 г/см - добавками хлористого цинка или бромистого кальция. Если с помощью утяжеления полимерного раствора солями не удается достичь необходимого перепада давления на продуктивный пласт (например, на месторождениях с высокими пластовыми давлениями), то вскрытие пласта осуществляют с применением превентора, установленного на кондукторе, как показано на чертеже. При этом до кровли продуктивного пласта 1 бурение производят с промывкой водой или полимерным раствором с низкой плотностью и при полностью открытом превенторе 2. .Перед вскрытием продуктивного пласта производят утяжеление поли.мерного раствора солями до максимально возможной плотности. Далее спускают бурильный инструмент с долотом 3 на забой скважины, включают Насос, прокачивают промывочную жидкость по бурильной колонне 4 и затрубному пространству 5 и начинают долбление с частично закрытыми плашками 6 превентора 2. Тем самым создают недостающий перепад давления на продуктивный пласт (в пределах 40-100 кг/см ) в результате дополнительного сопротивления выходящему по затрубному пространству полимерному раствору. После завершения долбления превентор полностью открывают, производят подъем инструмента, смену долота и вновь спускают инструмент. Новое долбление производят опять с частично перекрытым превентором. В табл. 1 приведены результаты экспериментальных исследований по определению коэффициента восстановления первоначальной проницаемости естественных песчаников и глубины проникновения фильтра с помощью установки УИПК-1М с использованием минерализованных полимерных растворов без твердой фазы при различных перепадах давления на керн (песчаник угленосной свиты). Как следует из данных табл. 1 фильтрация полимерной промывочной жидкости (составгПАА 0,3°/о; хлористый натрий 25%; вода остальное) при перепадах давлени ниже заявляемых пределов (опыты - 1-3) приводят к значительной глубине проникновения ее в керн, в результате чего первоначальная проницаемость керна восстанавливается лищь на 53-68°/о. Фильтрация той же промывочной жидкости при перепадах давления 40-100 кг/см (опыты 4-7) позволяет предотвратить проникновение жидкости в керн (она проникает лищь на глубину 5- 10 мм), в результате чего проницаемость восстанавливается на 88-97%. Как следует из данных лабораторных исследований водоотдача полимерного раствора без твердой фазы и толщина фильтрационной полимерной пленки при перепадах давления 40-100 кг/см значительно меньще, чем при перепадах давления ниже 40 кг/см. В условиях низких пластовых давлений (ниже гидростатического) проведены промысловые испытания способа при вскрытии продуктивных пластов в 5 скважинах с использованием минерализованных полимерных растворов без твердой фазы. Раствор готовился из пластовой минерализованной воды с добавкой 0,2-0,4% негидролизованного полиакриламида (ПАА). Параметры растворов: плотность 1,15-1,18 г/см .условная вязкость 30-40 с, водоотдача 20-25 см В табл. 2 приведены сравнительные данные по вскрытию продуктивных пластов по изобретению (скважины № 1392а, № 6960, № 1127) и по базовому способу, т.е. по вскрытию пласта качественным глинистым раствором (скважины № 1421, 1943, 1389). Каждая сравниваемая пара скважин бурилась в идентичных условиях с использованием одной и той же технологии вскрытия пласта, типа долот и т.д. Все скважины пробурены на угленоску, мощность продуктивных пластов сравниваемых пар скважин одинакова. Как следует из результатов испытаний, приведенных в таблице 2, коэффициент продуктивности скважин, определенный после 0,5 годичной эксплуатации, свидетельствует о том, что в скважинах законченных по настоящему способу он в 2-4,6 раза выще, чем в скважинах, законченных по базовому способу. Сроки освоения скважин в первом случае также значительно меньше, чем во втором. Все это свидетельствует об отсутствии проникновения фильтрата раствора в продуктивный пласт в скважинах, вскрытых по предлагаемому способу. Об этом же говорит тот факт, что замеры удельного электрического сопротивления продуктивных пластов в том и другом случае.практически одинаковы, хотя собственное удельное электрическое сопротивление полимерной промывочной жидкости было существенно меньше (0,06-0,08 Ом-м), чем у глинистого раствора (1,02-2,8 Ом-м). Следует отметить также значительное увеличение скоростей бурения при вскрытии продуктивных пластов по предлагаемо.му способу (с использованием полимерной промывочной жидкости) по сравнению с базовым способом (с использованием качественного глинистого раствора). Например, механическая скорость бурения возросла в 4-7 раза, при увеличении проходки на долото на 20-25%.

Таблица 2

1. СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ путем бурения с промывкой полимерными растворами без твердой фазы на основе полиакриламида при перепаде давления на пласт, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента восстановления первоначальной проницаемости продуктивных пластов и улучшения геофизической информативности о них, промывку осушествляют при перепаде давления на пласт, равном 40-100 кг/см. 2. Способ по п. I, отличающийся тем, что промывку производят полимерным раствором с содержанием полиакриламида 0,2- 0,4 вес.%.

1392(х Полимерная промывочная жидкость

Глинистый раствор

Полимерная

промывочная

жидкость

Глинистый раствор

Полимерная

промывочная

жидкость

Глинистый раствор

ГидростатиПластовоедавление, ческое давление, МПа МПа

60

0,06

2,8

60

2

0,08

55 56 8 1,02

2

0,08

75 76 4 1,8

Продолжение таблицы 2

Коэффициент продуктивности т/сут, атм