Способ изоляции газового пласта Советский патент 1989 года по МПК E21B43/32 

Изобретение относится к бурению скважин и разработке газовых месторождений и может быть использовано для изоляции газовых пластов с термодинамическими условиями, близкими к разновесны.м условиям гидратообразования.

Целью изобретения является повышение надежности изоляции пласта и обеспечение реализации способа в пластах с минерализованной остаточной водой.

Способ изоляции газового пласта включает пуск скважины в работу на режиме гидратообразования в призабойной зоне пласта и регистрацию процесса гидратообразования по изменению давления на устье скважины, перед пуском скважины производят закачку в призабойную зону порции воды на глубину необходимой изоляции пласта, причем цикл, включающий закачку порции воды и пуск скважины, повторяют до момента прекращения притока газа из пласта.

Способ заключается в следующем.

В газовый пласт, подлежащий изоляции, закачивается порция воды. Поскольку гидраты образуются лишь на границе раздела фаз газ-вода, то в гидратное состояние будет переходить только газ, защемляемый при движении закачиваемой воды вглубь пласта, причем процесс гидратообразования идет с избытком влаги. После закачки порции воды в призабойную зону на глубину необходимой изоляции производят вызов притока газа из пласта (пускают скважину в работу). На данном этапе реализации способа в гид- ратное состояние связывается остаточная влага, оставшаяся в пласте после закачки - процесс гидратообразования идет с избытком газа.

Последовательное чередование пуска скважины и закачки воды приводит к заполнению порового пространства призабойкой зоны гидратами, что фиксируется на устье

4

05

00 00

скважины по падению давления и прекращению притока газа.

Рассчитаем необходимый объем порции воды. Данный объем воды должен обеспечить при прямом ходе (закачка воды) переход защемленного газа в гидрат и при обратном ходе (пуск скважины) остаточную водо- насыщенность, т. е. насыщенность, при которой вода неподвижна. В зависимости от типа коллектора, пластовых условий при выПри наличии в пласте остаточной минерализованной влаги циклы закачки воды и вызова притока газа повторяются до тех пор, пока не удастся снизить минерализацию до возникновения условий гидратообразования. Пример. Изоляция газового пласта на глубину 3 м.

Параметры изолируемого пласта: толщина h 5 м; пористость m 0,2; пластовое давление Рпл 10 МПа; пластовая

теснении газа водой коэффициент остаточ- Ю температура К; коэффициент остаточной газонасыщенности as 0,1; коэффициент остаточной водонасыщенности ,2; газ (преимущественно метановый), поэтому ,75, ,26, Zn.,0,82.

5 Способ реализуется путем продавки порции воды газом, тогда объем порции будет равен

ной газонасыщенности осз может находиться в пределах от 0,1 до 0,5. Объем воды, необходимый для перевода защемленного газа в гидрат, определяется из следующего соот- нощения

п. 18Рп.тТст-ZcT

. rv,. -Тпл

VB,

Оз

22,4-р, - - - -

где п - молярное соотнощение воды и газа в гидрате;

РН - плотность воды;20

Рил, Ti.,i, ZiiJi, Рст, Тст, ZcT - давление, температура, коэффициент сверхсжимаемости газа в пластовых и стан- дартных условиях;

ViH)i - объем порового пространства при- забойной зоны, подлежащей изоляции, определяемый . m-h,(2)

где гп, h - пористость и толщина пласта; г - радиус зоны изоляции.

, , / ,п 1 8Рпл . Тст. ZCT.,

Vft(a - ---a3-p--.) -яг .т- h

ZZj i-f Рст-1пл /.пл

7,2 м

а объем гидратов, образованных на первый цикл

. V, ,M Гидратонасыщенность составит

S. - 0,32.

упор

Если приближенно принять значение а и аь при втором цикле такими же, как и при первом, то изоляция пласта может быть доКоэффициент остаточной водонасыщен- зо стигнута за два.цикла (,64).

ности а/, зависит от типа коллектора. Объем воды, необходимый для создания остаточной водонасыщенности, рассчитывается, как

У,,-Упор(3)

Таким образом, объем закачиваемой порции воды равен

35

Длительность процесса изоляции пласта предлагаемым способом (определяется количеством циклов, скоростью продавки воды и вызова притока газа) существенно снижается по сравнению с известным, где длительность процесса закупорки определяется длительностью процесса влагонакопления в призабойной зоне, который измеряется десятками суток.

,, П-18Рп.,.Тст- ZCT

V. (a, + p-- --2--)-V,.p. (4)

После первого цикла закачки порции воды и пуска скважины образуется объем гидратов

,(5)

где k - удельный объем воды в гидрате.

Для изоляции пласта, т. е. снижения фазовой проницаемости газа до нуля, в по- ровом пространстве призабойной зоны необ- ходимо создать гидронасыщенность 50-70%

Данный расчет объема закачиваемой порции воды справедлив при продавке этой порции газом, что осуществимо при использовании предлагаемого способа на эксплуатационных скважинах. При изоляции же газовых пластов в процессе бурения более реально использование в качестве продавоч- ного агента воды. Для данного случая объем закачиваемой порции воды необходимо принимать равным объему порового пространства призабойной зоны, подлежащей изоляции (2), уменьщенному на объем образованных гидратов при каждом последующем цикле (5).

При наличии в пласте остаточной минерализованной влаги циклы закачки воды и вызова притока газа повторяются до тех пор, пока не удастся снизить минерализацию до возникновения условий гидратообразования. Пример. Изоляция газового пласта на глубину 3 м.

Параметры изолируемого пласта: толщина h 5 м; пористость m 0,2; пластовое давление Рпл 10 МПа; пластовая

температура К; коэффициент остаточной газонасыщенности as 0,1; коэффициент остаточной водонасыщенности ,2; газ (преимущественно метановый), поэтому ,75, ,26, Zn.,0,82.

, , / ,п 1 8Рпл . Тст. ZCT.,

Vft(a - ---a3-p--.) -яг .т- h

ZZj i-f Рст-1пл /.пл

7,2 м

а объем гидратов, образованных на первый цикл

. V, ,M Гидратонасыщенность составит

S. - 0,32.

упор

Если приближенно принять значение а и аь при втором цикле такими же, как и при первом, то изоляция пласта может быть достигнута за два.цикла (,64).

5

0

0

5

Длительность процесса изоляции пласта предлагаемым способом (определяется количеством циклов, скоростью продавки воды и вызова притока газа) существенно снижается по сравнению с известным, где длительность процесса закупорки определяется длительностью процесса влагонакопления в призабойной зоне, который измеряется десятками суток.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение надежности изоляции пласта, так как в случае проникновения газа из пласта в призабойную зону (зону гидратной пробки) он ассоциируется с избыточной влагой, че.м повыщает Гидратонасыщенность, т. е. процесс является самозапирающимся; снижение затрат на восстановление первоначальных фильтрационных параметров призабойной зоны, так как при изоляции пласта достаточно повысить температуру призабойной зоны выще равновесной гидратообразования (при изоляции же пласта путем цементирования необходимы специальные работы по вскрытию цементного места и интенсификации притока газа).

Формула изобретения

Способ из;оляции газового пласта, включающий пуск скважины на режиме гидратообразования в призабойной зоне, отличаю146188056

щийся тем, что, с целью повышения на-ну порции воды и продавку ее на глубину

дежности изоляции и обеспечения реализа-изоляции пласта, причем цикл, включающий

ции способа в пластах с минерализован-закачку порции воды и пуск скважины, перионой остаточной водой, перед пуском .скважи-дически повторяют до момента прекращения

ны производят закачку в призабойную зо-притока газа из пласта.

Изобретение относится к бурению скважин и разработке газовых месторождений. Цель - повышение надежности изоляции и обеспечение реализации способа в пластах с минерализованной остаточной водой. Перед пуском скважины закачивают в призабойную зону порцию воды и продавливают ее на глубину изоляции пласта. Цикл, включающий закачку порции воды и пуск скважины, периодически повторяют до момента прекращения притока газа из пласта. Использование данного способа снижает затраты на восстановление первоначальных фильтрационных параметров призабойной зоны. При изоляции пласта данным способом достаточно повысить т-ру призабойной зоны равновесной гидратообразования. )