Способ обработки нефтяных скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а более конкретно к технологии обработки призабойной зоны . нефтяных скважин, эксплуатирующих слабосцементированные пласты, разработка которых осложняется из-за пескопроявления скважин.

Цель изобретения - предотвращение пескопроявления при обводнении скважины без снижения ее продуктивности после обработки.

Поставленнэячдель достигается тем, что в известном способе обработки призабойной зоны скважины в качестве агента, укрепляющего призабойную зону, используют воду, причем водонасыщение призабойной зоны проводят перед обводнением скважины: в качестве агента, укрепляющего призабойную зону, используют пластовую воду,

Использование изобретения исключает необходимость крепления призабойной зоны дорогостоящими агентами, снижающими продуктивность скважины после обработки, и проведения сложных подземных ремонтных работ из-за пбскопроявле- ния скважины.

Способ основывается на известном теоретическом положении о фильтрации двухфазной жидкости с учетом капиллярного давления (см. И:А.Парный./Подземная гидрогазодинамика. Гостоптехиздат, М.: 1963, с. 347). При вытеснении нефти водой, из лласта градиент давления пластовой .воды определяется уравнением

Q(t)

+

Д РЬ

Лх KS xyCCi+.C2)

С2 dPk(q) . Ci + С2 да дх

+

0)

со

В

ел ел

W

где 0(т)0н+0в - суммарный расход нефти и воды при двухфазной фильтрации;

S(x) -сечение площади фильтрации; tt-водонасыщенность породы:

Рк( (7) - капиллярное давление;

С, 121;Сг.:К.,(„)„

(о) - относительные фазовые проницаемости пароды соответственно для воды и нефти; . . ; -.-.ц и /U2 -динамические вязкости соответственно воды и нефти;.

К - проницаемость породы.

В уравнении (1) второе слагаемое представляет величину градиента давления вытесняющей нефть воды, обусловленную капиллярным давлением при фильтрации двухфазной жидкости. Известно, что при вытеснении нефти водой, начиная с некоторого момента времени в зоне движения двухфазной смеси образуется математический скачок водонасыщенности, на котором водонасы идейность на фронте вытеснения (Тф. определяемая согласно теории Баклея Левверетта, резко падает до водонасыщенности перед фронтом вытеснения нефти (7С . Известно также, что капиллярное давление есть функция водогазонасыщенности Рк( о ) Градиент капиллярного давления определяется водонасыщенно стью о нее

градиентом . В участках, где водонаОХ

сыщенность меняется значительно на небольшом расстоянии Ах, градиент капиллярного давления может оказаться больше градиента гидродинамического давления. Теоретически в точке скачка водонасыщенности градиент капиллярного давления должен быть равным бесконечности. В действительности при вытеснении нефти водой математический скачок водонасыщенности не имеет места. Водонасы- щ.енность от о ф до 70 падает на некоторой конечной длине д .называемой стабилизированной зоной. При постоянной скорости вытеснения нефти водой размеры этой зоны не меняются при движении (см. А.Бан, А.Ф.Богомолов и др. Влияние, свойств горных пород на движение в них. жидкости. М.: Гостоптехиздат, 1962, с. 205206). ....-.

В рассматриваемой проблеме влияние стабилизированной зоны на пескопроявле- ние скважины проявляется при достижении этой зоны стенки ствола скважины, где частицы и агрегаты частиц породы под действием высоких градиентов давления могут оторваться от основной массы породы и выноситься в скважину.

Чтобы приближенно оценить величины градиентов капиллярного давления в момент приближения стабилизированной зоны к стенке ствола скважины принимают распределение водонэсыщенности по дли

не стабилизированной зоны- в виде зависимости параболического удовлетворяющей граничн.ым условиям - максимальному и минимальному значениям водонасыщенности в стабилизированной зоне

L-Xd

(ч / I- Лф )-2(0о-)()/

(2)

при (т) о - ггф ; при хф L о 70 где L - общая длина зоны вытеснения;

1ф(т.) - координата фронта вытеснения максимальной водонасыщенности - функция от времени t;. .

хф - координата точки в стабилизированной зоне. .

Дифференцируя уравнение (2), получают выражение производной, входящие в уравнение (1) .

т -2()-

(r-w) + 2(-)-() -. (3)

откуда . . . :

(t). о: : .

(Д-)(-оф).(г)

: .. ,; - :. : -: - . ...-.

Для расчетов по оценке величин градиента давления в момент начала обводнения скважины, использованы следующие.эмпи- рические зависимости относительных.фазо- .вых проницаем остей пород от водонасыщейн рсти для воды и нефти (см, И.А.Чарный, Подземная гйдрогазодинами-. ка. Гостоптехиздат. М.; 1963, с.347):

( о ) 0 , 0 ,2; K.i(( -,0,2 ,а, ::

(5)

( a}(- V+2Ao ),0 0 а 0 ,85; ( а ) - 0. 0,85 а 1

:(б).:.

В расчетах использовано также следующее аналитическое выражение эмпиричёской зависимости капиллярное давление - водонасыщенность для образцов пород со средней проницаемостью 0,15 м2 (см. Ш.К.Гиматудинов. Физика пласта. Гос- . топтехиздат, М.: 1963, с.146):5

Рк( о ) 12(1- о )3

Дифференцируя уравнение (7), получают выражение производной, входящее в уравнение (1)

dPkjVL

(1(7

36(1- (7 f

Результаты расчетов показывают, что возникающие в при-забойной зоне скважины высокие градиенты капиллярного давления перед ее обводнением намного больше величин допустимых градиентов давлений, обусловливающих работу скважины без пе- скопроявления. Повышение водонасыщен- ности призабойной зоны скважины перед ее обводнением путем закачки в скважину воды ликвидирует высокие градиенты капиллярного давления в призабойной зоне и предотвращает пескопроявление в начальный период обводнения скважины.

Использование предлагаемого способа предотвращения пескопроявл ения скважин по сравнению с указанным прототипом обеспечивает следующие преимущества:

. 5

10

15

20

25

30

низкая стоимость обработки призабоной зоны скважин, простота технологии обработки, надежное сохранение продуктивно- . сти скважины после обработки и др.

Простота технологии обработки способа очевидна, так как обработка призабойной зоны осуществляется путем закачки в скважину одной жидкости - пластовой воды. . ;

Надежность сохранения продуктивности скважины после обработки призабой- ной зоны обусловлена тем, что в призабойную зону во время обработки не вносятся инородные вещества, призабой- ная зона находится в естественном состоянии до и после обработки. .

Формулаизобретёния

1. Способ обработки нефтяных сква- жин включающий закачку в пласт агента, укрепляющего приэабойную зону, отличающийся тем, что, с целью предотвращения пескопроявления при обводнении скважины без снижения ее продуктивности после обработки, в качестве агента, укрепляющего призабойную зону, используют воду, причем водонасыщение призабойной зоны проводят перед обводнением скважины.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве агента, укрепляющего призабойную зону, используют пластовую, воду.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии обработки призабойной зоны нефтяных скважин, эксплуатирующих слабосцементированные пласты, разработка которых осложняется из-за пескопроявле- ния скважин. Цель изобретения .- предотвращение пескопроявления при обводнении скважин без снижения ее продуктивности после обработки. Для этого предварительно повышают водонасыщенность призабойной зоны радиусом в 1-3 м. от стенки скважины перед ее обводнением. 1 з.п.ф-лы.