Способ обработки призабойной зоны пласта Советский патент 1990 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам обработки призабойной зоны пласта.

Цель изобретения - повышение эффективности обработки за счет очистки призабойной зоны от продуктов реакции и шламовых частиц.

На фиг. 1-3 дана схема, поясняющая данный способ.

Способ реализуется следующим образом.

Обвязывают устье по схеме, обеспечивающей переключение потока жидкости из насосно-компрессорных труб (НКТ) в затрубное пространство и обратно.(На НКТ в скважину опускают пакер и газогенератор, представляющий собой цилиндрический корпус с расположенной центрично внутренней перфорированной трубой меньшего диаметра. Межтрубное пространство газогенератора заполнено химическим веществом, генерирующий газ при реакции с кислотой. Химреагент при этом выбирают с учетом возможности генерирования инертного в отношении коррозии газа, Пакер установливают, но не запакеровывают в выбранном для обработки интервале перфорации. Замещают скважинную жидкость из НТК и призабойной зоны в интервале обработки раствором кислоты, в который дополнительно добавляют флотатор (см. фиг, 1), В результате реакции кислоты с химреагентом происходит выделение инертного газа, которым насыщается жидкость. Часть насыщенно газом кислоты в объеме 0,5-0,8 м при открытой затрубной задвижке прокачивают в межтрубное пространство выше пакера. Запакеровывают межтрубное пространство и в таком положении выдерживают скважину в течение 15-20 мин. В результате продолжающейся реакции с химвеществои,в качестве ко торого могут быть применены металлический магний а СОз и др., происходит дальнейшее насыщение.газом кислоты в НКТ. Давление гидростатического столба жидкости в НКТ падает, а в межтрубном пространстве выше пакера остается постоянным. При этом растет перепад давления на пакере. Достижение перепада давления, равного Р р-1, приведет к перетоку кислотного раствора из надпакерной зоны через перфорационные отверстия и породы пласта в подпакерную зону и ИКТ (фиг, 2).

Числовое значение р для ненарушенного цементного камня в заколонном пространстве принимается равным 2ВДа/м; 1 -при плотности перфорации 20 отв/м и пакера типа ПШ составляет 0,3 м.

Возможно осуществление технологии и без предварительной выдержки (1S-20 мин). Для этого сразу после запакеровки скважины насосом создают на пакере перепад давления, опре

5

0

5

0

5

0

5

деляемый по формуле Р р Л. Под влиянием этого давления происходит переток кислотного раствора в зако- лонном пространстве. При перетоке

кислотный раствор реагирует с породами пласта, расширяя тем самым каналы перетока, а Следовательно, снижая гидравлическое сопротивление в заколонной зоне. После перетока кислотного раствора из межтрубного пространства в подпакерную зону и НКТ, он приходит в контакт с химреагентом и вновь насыщается газом. Затем дают давление в НКТ не более пластового давления, под действием которого порция газированной жидкости вновь перекачивается из подпакерной зоны в надпакерную (фиг. 3). Разрушенная под влиянием гидрохимического воздействия порода в виде мелких частичек оседает на пузырьках газа, на которых и транспортируется в межтрубное пространство и далее при всплывании пузырьков к устью скважины. Усилению флотационного процесса способствует добавленный в кислотный раствор флотатор. Чтобы убедиться, соответствует ли скорость прокачки режиму гидрохимического разрушения

.пород, определяют изменение количества выносимых частиц (КВЧ) породы во времени. Независи-

мость КВЧ во времени или их увеличение свидетельствует о гидрохимическом разрушении породы. Уменьшение КВЧ во времени или полное их отсутствие соответствует химическому режиму растворения. При обратной прокачке кислотного раствора из надпакерной зоны в подпакерную, с целью предотвращения попадания газовых пузырей с осевшими на них механическими примесями, скорость перекачки поддерживают ниже или равной скорости всплывания газовых пузырей. Скорость всплывания пузырей определяется по формуле Стокеа

50

V

P-S R 9 Г

где V - скорость всплывания, м/с; р - плотность жидкости, кг/мл; g - ускорение свободного падения,

9,8 м/с2;

R - радиус пузырька, м; Ч - вязкость жидкости, кг/м, с. Режим возвратно-поступательной перекачки с газонасыщением одной и

той же порции кислотного раствора в каждом цикле продолжается до полной нейтрализации кислотного раствора, после чего объем нейтрализованн кислоты продавливают в межтрубное пространство выше пакера с одновременным обновлением раствора кислоты в зоне продуктивного пласта. Обработка свежей порции кислоты проводи ся в той же последовательности.Количево замен объемов кислотного раствора зависит от поставленной цели, т.е. какой по величине диаметр скважины необходимо получить после обработки.

Пример. Скважина пробурена на горизонт, сложенный карбонатными породами (изйестняками). Продуктивный пласт подстилается подошвенной водой, что исключает его обработку традиционными методами, так как создаваемые при закачке НС1 перепады давления на пласт могут привести к увеличению обводненности продукции скважины после ее освоения. Произведена обвязка устья скважины по схеме, обеспечивающей переключение потока жидкости из НКТ в межтрубное пространство и обратно. На НКТ спущен пакер типа ГШ1 и газогенератор. Пакер установлен, но не запакёрован в интервале перфорации продуктивного пласта на глубине 1240 м, газогенератор на глубине 1230 м. Газогенератор заполнен гранулированным магнием. В 15% раствор НС1 добавили флотатор (сосновое масло в количестве 20 г/м3). Раствор тщательно перемешали. При открытой затрубной задвижке произвели замещение скважинной жидкости в НКТ на 15% раствор НС1 с доведением кислоты в межтрубном пространстве

выше пакера на высоту 50 м (0,7 м ). Запакеровали пакер. В результате реакции НС1 с металлическим магнием произошло насыщение газом (Н) раствора кислоты в НКТ. Плотность раствора кислоты в НКТ упала, в результате чего на пакере образовался перепад давления. При достижении давления , вычисленного по формуле Р р-1 2,0 х 0,3 0,6 МПа, начался переток кислотного раствора из надпакерной зоны через перфорационные отверстия и породу пласта в noflпакерную зону.Скорость изливаемой из НКТ на устье кислотного раствора

10

15

20

25

5748006

увеличивалась во времени, что говорит о расширении каналов растворения карбонатных пород в профиттьтровой части пород. Одновременно с изливом кислоты на устье скважины в контакт с гранулированным магнием пришла кислота, находящаяся ранее в межтрубной пространстве, которая вновь обогатилась газом. Включили насос и вновь прокачали кислотный раствор в объеме 0,7 м3 в межтрубное пространство выше пакера. При перекачке объема кислоты давление на устье скважины не превышало 10 атм. С учетом газонасыщения столба кислотного раствора в НКТ забойное давление не превышало давления гидростатического столба жидкости с начальной ее плотностью ( Ј 1,07). При прохождении газированного кислотного раствора по породам пласта происходит разрушение пород за счет растворения карбонатных пород кислотой, а также за счет гидродинамического разрушения (за счет скоростного напора, размыва). Частички разрушенной породы, оседая на поверхности газовых пузырей, выносятся в межтрубное пространство, а затем при всплывании газовых пузырей на устье скважины. При переключении насоса на межтрубное пространство для исключения загрязнения зоны обработки уже разрушенной породой скорость прокачки раствора кислоты в межтрубном пространстве снизили до 2 м/мин. Для большей гарантии дана наибольшая выдержка во времени 5-7 мин до начала прокачки кислоты. За это время газовые пузырьки успели подняться на определенную величину от зоны обработки. Учитывая тот факт, что скорость подъема газовых пузырей зависит от их размеров (см. формулу Стокса), а размер от давления, то по мере подъема газовых пузырей скорость их возрастает. В этой связи скорость продавки кислотного раствора из надпакерной зоны в подпакерную определялась как осредненная из скоростей всплывания пузырей на начальной и конечной участках затрубного пространства. Погрешности расчета прокачки компенсировались технологической остановкой насоса, необходимой для переключения потоков из НКТ в затруб- ное пространство. После семи циклов прокачки одного и того же объема

30

35

40

45

50

55

кислотного раствора произвели замену кислоты в зоне обработки. Для че- го нейтрализованный раствор кислоты вытеснен в межтрубное пространство свежей порцией кислотного раствора на НКТ. Дальнейшая обработка пласта проводилась в той же последовательности. Для контроля скорости прокачки кислотного раствора из подпакер- ной зоны в надпакерную, т.е. для соблюдения режима гидрохимического разрушения, на устье скважины при изли- ве жидкости из затрубного пространства брали пробы на анализ КВЧ не карбонатного происхождения.

На всю обработку затрачено/18 м 15% соляной кислоты. По расчетным данным диаметр скважины в зоне обра ботки увеличился от 21 до 80 см. Это позволило не только увеличить площадь фильтрации нефти к забою скважины, но и полностью удалить низкопроницаемую профильтровую часть пласта, закольматированную в процес- се бурения скважины и последующей ее эксплуатации. Применение данного способа дает возможность обрабатыват продуктивные пласты, подртилаемые водой без увеличения обводненности продукции. Дебит скважины .после обработки призабойной зоны увеличился более в 10 раз, с Of9 до 10 т/сут

Форму, л а изобретения

1. Способ обработки призабойной зоны пласта,, заключающийся в установке пакера в интервале перфорации продуктивного пласта, циклической закачке в призабойную зону кислотного раствора через перфорационные от0

5

5

0

30

35

40

верстия с последующей его перекачкой из надпакерной зоны в подпакер- ную и обратно, .отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет очистки призабойной зоны от продуктов реакции и шламовых частиц, перед закачкой в призабойную зону в кислотный раствор вводят флотатор и насыщают газом, причем насыщение кислотного раствора газом осуществляют в каждом цикле его перекачки, а скорость перекачки из надпакерной зоны в подпакер- ную не превышает скорости всплывания газовых пузырьков.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ГОРД и и q я тем, что, с целью снижения коррозии обсадных труб, в качестве насыщающего газа кислотный раствор насыщают инертным газом, а после нейтрализации кислотного раствора последний продавливают в межтрубное пространство выше пакера с одновременным обновлением кислотного раствора в зоне продуктивного пласта.

3.Способ по п.t, отличаю- щ и и тем, что, с целью предотвращения поглощения кислотного раствора пластом, обработку призабойной зоны проводят при давлениях не превышающих пластовые давления, а границу минимального давления определяют из соотношения

Р Р-1 ,

где р - давление гидропрорыва крепи в кольцевом пространстве на 1 м интервала, МПа; 1 - расстояние между ближайшими перфорационными отверстиями, расположенными выше пакера, м.

Мд или / NQ2C03

1. . Г .Т

Т . Г. I

i. I. т:

tt.tr

1.1,1.

j i i j i

i i ii . . i . .

ill.

Фаг. 2

Фиг.З

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение эффективности обработки за счет очистки призабойной зоны от продуктов реакции и шламовых частиц. Обвязывают устье скважины по схеме, обеспечивающей переключение потока жидкости из насосно-компрессорных труб (НКТ) в затрубье и обратно. В скважину на НКТ спускают пакер и газогенератор. Межтрубное пространство газогенератора заполнено химическим веществом, генерирующим газ при реакции с кислотой, например магний металлический. Замещают скважинную жидкость в интервале обработки раствором кислоты, в который дополнительно вводят флотатор. В результате реакции кислоты с химреагентом происходит выделение инертного газа, которым насыщается жидкость. Часть насыщенной газом кислоты в объеме 0,5-0,8 м³ при открытой затрубной задвижке прокачивают в межтрубье выше пакера. Запакеровывают межтрубное пространство и в таком положении выдерживают скважину 15-20 мин. В результате реакции кислоты с химвеществом происходит дальнейшее насыщение газом кислоты в НКТ. Перепад давления, равного P=PL, приведет к перетоку кислотного раствора из надпакерной зоны через перфорационные отверстия и породы пласта в подпакерную зону и НКТ. Затем создают давление в НКТ не более пластового давления, под действием которого порция газированной жидкости вновь перекачивается из подпакерной в надпакерную. Усилению флотационного процесса способствует добавленный в кислотный раствор флотатор. При обратной прокачке кислотного раствора из надпакерной зоны в подпакерную скорость перекачки поддерживают ниже или равной скорости всплывания газовых пузырей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.