СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА Советский патент 1996 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дегазации газоносных угольных пластов, изменения проницаемости продуктивных пластов при разведке и разработке нефтяных, газовых, газоконденсатных месторождений, создания и эксплуатации подземных газохранилищ.

Цель изобретения повышение эффективности процесса.

Способ реализуется следующим образом. В скважине, на интервале продуктивного пласта, запланированном для реализации способа, известным геофизическим способом определяют плотность пород. Возможно применение электрометрического способа или гамма-гамма-каротажа. Затем способом пескоструйной перфорации, с применением забойного двигателя для вертикального перемещения перфоратора, осуществляют прорезку вертикальной щели.

После этого повторно определяют плотность пород на участке прорезки щели. Закрывают затрубное пространство и продолжают подавать рабочую жидкость в насосно-компрессорные трубы, чем создают максимально допустимое давление в затрубном пространстве, закачивают рабочую жидкость с песком в объеме, определенном по приведенной формуле. При этом расклинивают и закрепляют микро- и макротрещины на удалении, в 2 3 раза большем глубины самой щели. Открывают затрубное пространство и повторно прорезают щель в пригруженных породах продуктивного пласта.

Идея предлагаемого способа заключается в проведении второй, основной разгружающей щели в зоне высокой напряженности, что позволит использовать горное давление при резке щели и увеличить ее ширину и глубину. В практике ведения горных работ давно замечено, что при высокой напряженности горных пород внедрение добычных инструментов существенно облегчается, а разрушение пород наступает с меньшими энергозатратами. Вместе с тем установлено, что увеличение ширины и глубины разгрузочной щели ведет к увеличению зоны разгрузки почти прямо пропорционально. Вместе с тем, в настоящее время нет технических возможностей для создания разгрузочных щелей более 2 3 диаметров скважины, что зачастую бывает недостаточно. Предлагаемая последовательность операций позволяет получить эффект, который не является суммой положительных эффектов от применения каждой операции в отдельности, а основывается на указанных выше геомеханических принципах. В начале реализации упомянутых операций осуществляется прорезка щели, в результате чего вокруг скважины возникает зона радиусом 2 3d, разгруженная от горного давления P₁≈ 0,5 λγH<λγH, что обеспечивает максимальное раскрытие трещин и пор. Нагнетание песка и расклинивание трещин позволит создать высокое горное давление ( (P₂≫ λγH) ) в зоне вокруг скважины и далее от 4 6d (падение напряжения от P₂ до λγH зависит от физико-механических свойств пород и глубины залегания). Чтобы предотвратить некоторое снижение давления за счет деформирования стенок скважины и стенок первоначальной разгрузочной щели в скважине, на участке продуктивного пласта, после закрепления трещин, поднимают давление до значения больше λγH и осуществляют повторную резку щелей в напряженной зоне. Причем эта зона распространяется от зоны с закрепленными и расклиненными трещинами еще приблизительно 2d. Это легко обосновать из следующих соображений. Убывание уровня напряжений находится в прямой зависимости от угла наклона прямолинейного участка α диаграммы напряженно-деформированного состояния образца нефтеносной породы s_сж-ε для нефтеносных песчаников или известняков Таким образом, при резке щели горное давление будет способствовать разрушению материала на удалении 4-6d-2d=6-8d от стенки скважины, т. е. появляется возможность проведения щели в 2 3 раза большей протяженности, чем при реализации прототипа. Формула объема песка обосновывается тем, что плотность до и после проведения щелевой разгрузки характеризует закрытие трещин в кольце внешним диаметром приблизительно 4d и внутренним d, из чего выводится приведенная формула.

Зона разгрузки вокруг щели с длиной 5 d, где d диаметр скважины, в пространстве представляет собой эллипсоид с осями a=5d, b=16d и c=l, где l - высота щели. Параметр b=16d характеризует размер зоны разгрузки в обе стороны от щели при нарезке ее в исходных условиях, соответствующих гидростатическому полю напряжений и (σ₁=σ₂=λγH) равен b=3a+d=16d. Объем зоны разгрузки вокруг щели будет равен
Объем пустот равен где ρ_п плотность породы после проведения щелевой разгрузки; ρ_м то же, до проведения щелевой разгрузки.

Для того, чтобы полностью заполнить песком зону пустот вокруг разгрузочной щели, необходимо закачать песок в объеме, равном Плотность пород ρ вокруг скважины диаметром d до и после прорезки разгрузочной щели определяется при помощи радиационного метода гамма-гамма-каротажа. Высоту щели определяют по величине перемещения вдоль скважины форсунки гидропескоструйного перфоратора.

Реализация способа поясняется примером. Исходные данные: интервал щелевого вскрытия 1500 1501 м, диаметр скважины d 0,2 м, в виду полного кольматажа ближней прискважинной зоны (1-2d) приток отсутствует.

Проведение работы. Проводим определение плотности пород в прискважинной зоне методом гамма-гамма-каротажа (ρ_м= 1700 кг/м³).
Проводим щелевое вскрытие пласта в интервале 1500 1501 м методом гидропескоструйной перфорации. Глубина щелевой полости 2d=0,4 м. Приток нефти к скважине после щелевого вскрытия пласта составил 10 м³/сутки.

Определяем плотность пород в прискважинной зоне методом гамма-гамма-каротажа (ρ_п=1550 кг/м³).
Рассчитываем количество песка, необходимое для раскисливания микротрещин

V=0,22 м³.

Закачиваем на забой жидкость-песконоситель с рассчитанным количеством песка и при закрытом затрубье продавливанием ее в пласт при давлении на устье 20 25 МПа.

Проводим повторное щелевое вскрытие пласта в интервале 1500 1501 м в плоскости, перпендикулярной ранее созданным щелям. При проведении повторного щелевого вскрытия давление на затрубье скважины поддерживаем на уровне 10,0
15,0 МПа. В результате создания при повторном щелевом вскрытии щелей большей глубины приток в скважину только за счет увеличения ее гидравлического радиуса и дополнительной разгрузки горных пород увеличивается на 8% Учитывая загрязнение прискважинной зоны пласта увеличение притока следует ожидать на 40 50%
Следовательно, увеличение эффективности предложенного способа по сравнению с известным способом на данной скважине составит не менее 1 м³/сут, ожидаемое увеличение притока 3 5 м³/сут.

Технические преимущества способа по сравнению с прототипом заключаются в том, что использование упругой энергии пород, пригруженных и доведенных до предельного состояния, используется при их разрушении. В результате удаляется увеличить глубину резки щели и получить большую величину и протяженность зоны разгрузки, которая, как говорилось ранее, зависит прямо пропорционально от размеров разгрузочной щели.

Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения определяется сравнительными показателями по производительности и полноте извлечения запасов нефти или газа.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дегазации газоносных угольных пластов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса после формирования разгрузочных щелей. В скважине с помощью геофизического метода определяют плотность породы. Затем с помощью пескоструйной перфорации осуществляют прорезку вертикальной щели. Определяют плотность пород на участке прорезки щели. Закрывают затрубное пространство и заканчивают рабочую жидкость с песком, создавая максимально допустимое давление в затрубном пространстве. Расклинивают и закрепляют микро- и макротрещины на удалении, в 2 - 3 раза большем глубины самой трещины. Открывают затрубное пространство и повторно прорезают щель в пригруженных породах продуктивного пласта. Создание второй основной разгружающей щели в зоне высокой напряженности позволит использовать горное давление при резке щели, что увеличивает ее ширину и глубину. Это ведет к увеличению зоны разгрузки. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ увеличения проницаемости продуктивного пласта, включающий проведение вертикальных разгрузочных щелей в скважине, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, после формирования разгрузочных щелей, создают область повышенного давления закачиванием песка в пласт, затем проводят повторную прорезку щелей в напряженной области вокруг скважины при ориентировании вторичных щелей в нормальной плоскости по отношению к плоскости первичных щелей. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что песок под давлением закачивают в объеме, который определяют из выражения
V=20π(1-ρ_п/ρ_д)d²l,
где d диаметр скважины, м;
l высота первичных прорезанных щелей, м;
ρ_д, ρ_п плотность породы до и после прорезки первичных разгрузочных щелей, соответственно, г/см³.