Способ очистки призабойной зоны пласта

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойной зоны пласта в скважинах, выходящих из бурения, и после проведения работ по интенсификации. Цель - повышение эффективности очистки за счет циклического воздействия на пласт знакопеременных нагрузок. В насосно-компрессорные трубы закачивают пачку устойчивой пены с определенным давлением газа в ней. На факельной линии устанавливают диафрагму на давление разрыва, не превышающее суммы гидростатического и гидродинамического давлений при вскрытии продуктивного горизонта за минусом гидростатического давления столба устойчивой пены и продавочной жидкости. Создают избыточное давление путем продавки пены на забой скважины, величина давления не должна превышать суммы гидростатического и гидродинамического давлений при вскрытии продуктивного горизонта. При этом диафрагма разрывается и происходит сброс давления. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойной зоны пласта в скважинах, выходящих из бурения, и после проведения работ по интенсификации. Цель изобретения - повышение эффективности очистки за счет циклического воздействия на пласт знакопеременных нагрузок репрессия-депрессия. Сущность изобретения заключается в том, что при воздействии на призабойную зону знакопеременных нагрузок (депрессия-репрессия) необходимо учитывать напряженное состояние трещинных пород-коллекторов и создаваемая при этом депрессия не должна превышать ее допустимую величину. В то же время величина депрессии может превосходить допустимую величину при условии, что время действия депрессии должно быть меньше времени релаксации пород-коллекторов. В этом случае депрессия действует на содержимое трещин, а возникающие при этом напряжения не воспринимаются каркасом, т.к. не успевают релаксировать. С другой стороны для поддержания трещин в раскрытом состоянии на пласт должно действовать давление не превышающее сумму гидростатического давления при вскрытии продуктивного горизонта. При таком давлении трещины будут находиться в таком же состоянии, которое они имели при вскрытии продуктивного пласта, т.е. когда происходило их кольматирование. Величину создаваемой депрессии-репрессии и время действия регулируют давлением газа в пене в момент закачки, а также суммарной величиной давления, создаваемого на пачку пены в момент сброса давления. Пачка устойчивой пены должна находиться на забое скважины и не проникнуть в пласт. После сброса давления пена расширяется, производит полезную работу по вытеснению продавочной жидкости и придает ей колебательные движения, в результате чего на призабойную зону действуют знакопеременные нагрузки (депрессия-репрессия). Колебания продавочной жидкости происходят под действием периодически изменяющегося давления газа в пене и описываются как колебания жесткого тела под действием силы, составляющими которой являются: - сила давления газа в пене; - сила, обусловленная трением; - сила, обусловленная массой жидкости. Уравнение имеет вид: m = SP-8π·μ·l·W-mg, (1) где W = - скорость перемещения границы раздела "пена-продавочная жидкость", м/сек; m - масса жидкости, кг; t - время, сек; S - площадь сечения, м²; l - глубина скважины, м; Р - давление газа в пене, Па; μ - вязкость, кг/м˙сек;
Y - высота пачки пены в момент времени t, м. Решение уравнения (1) получено с помощью явной конечно разностной схемы:
W_i+1= W_i[(S˙P-8πμx xl˙W_i-mg)˙Δt]/m (2) Y_i+1=Y_i+W_i+1˙Δt (3) P_i+1= (4), где Y_o - начальная высота пачки пены, (соответствующая начальному давлению Р_о), м;
P_i+1 - давление на пачку пены в момент времени t+Δt, Па;
Y_{i + 1} - высота пачки пены в момент времени t+Δt, м. В таблице приведены данные изменений депрессии-репрессии, высота газа в пачке на забое, число импульсов за 5 мин и время действия одного импульса, рассчитанные на ЭВМ с учетом формул 2, 3, 4. Для определения времени действия депрессии на пласт определяют объем пор закольматированной породы и коэффициент продуктивности
V_пор= · h(D²-d²)m где V_пор. - объем пор закольматированной породы, м³;
h - мощность пласта, м;
D - диаметр закольматированной зоны, м;
d - диаметр скважины, м;
m - пористость;
K_пр= где К_пр - коэффициент продуктивности, м³/с, Па;
к - проницаемость, м²;
μ - вязкость, Па˙с;
R_к - радиус контура питания, м;
R_c- радиус скважины, м. При заданной депрессии Δ Р секундный расход флюида из пласта
q = k_пр˙ΔР. Отсюда, время действия депрессии
t_деп=
Для осуществления способа насосно-компрессорные трубы работающей скважины, оборудованной пакером, закачивают пачку устойчивой пены с определенным давлением газа в ней. На факельной линии устанавливают диафрагму на давление разрыва, не превышающее суммы гидростатического и гидродинамического давлений при вскрытии продуктивного горизонта за минусом гидростатического давления столба устойчивой пены и продавочной жидкости в НКТ. После установки диафрагмы производят продавку пены на забой скважины. Объем продавочной жидкости определяется как объем НКТ до границы раздела "пена-продавочная жидкость". Основное количество продавочной жидкости закачивают при скорости, обеспечивающей давление на головке меньше давления разрыва диафрагмы. Последние 100-200 л жидкости закачивают на повышенной скорости, чтобы давление на головке скважины превысило давление разрыва диафрагмы. В момент разрыва диафрагмы происходит сброс давления, в результате пачка сжатой пены расширяется и граница раздела "пена-продавочная жидкость" начинает совершать затухающие колебательные движения, создавая последовательные циклы воздействия на пласт. Пример конкретного выполнения. Глубина скважины l = 4000 м. Диаметр НКТ d = 0,09 м. Давление пласта Р_пл = 60 МПа. Давление при вскрытии Р_о = 75 МПа. Мощность пласта h = 50 м. Трещинная пористость m = 0,1%. Диаметр скважины d_c = 0,2 м. Диаметр закольматированной зоны D = =0,7 м. Давление газа в пачке пены для заданных условий выбираем Р_y = 8,0 МПа. Высота столба пачки пены на забое Y_o = 85,3 м (табл. 1). Определим давление разрыва диафрагмы Р_р = Р_о - Р'. Р' - давление столба продавочной жидкости (воды). Р' = ρ˙g(l-Y_o) = 1000 ˙10(4000-85,3) = 3915˙10⁴Па = 39,15 МПа. Давление пены не учитываем, Р_р = 75 - 39,15 = 35,85 МПа. Устанавливаем диафрагму с давлением разрыва 35,85 МПа. Определим объем продавочной жидкости. V = (l-Y_o)·
V = (4000-85,3)· = =
= 248916,2·10^-4м³ = 24,89 м³
Продавку пены на забой производят при расходе жидкости 30-32 л/сек. Последние 100-200 л жидкости закачивают на повышенной скорости (до 36 л/сек), чтобы повысить давление разрыва диафрагмы. К моменту разрыва диафрагмы пачка пены в НКТ находится под давлением Р_о = 75 МПа. После разрыва диафрагмы газ в пене расширяется и граница раздела "пена-продавочная жидкость" приобретает определенную скорость. В результате будет достигнута депрессия 36,81 МПа и последующая репрессия в 12,3 МПа. Всего будет получено 12 импульсов изменения депрессия-репрессия, а время действия одного импульса составит 12,5 сек. При трещинной пористости 0,1% и депрессии Δ Р = 36,81 МПа секундный расход флюида
q = К_пр˙ΔР. Для заданных условий К_пр = 184,7˙10^-5 q = 184,7˙10^-5 ˙36,81 = = 67988˙10^-6 м³. Расход флюида за время действия одного цикла
Q = 67988˙10^-6 ˙12,5 =
= 849850˙10^-6 м³ = 0,85 м³. Объем пор при трещинной пористости 0,1% и диаметре проникновения 0,7 м составит V_пор = 17662,5˙10^-6 м³ или 0,017 м³. Таким образом, в призабойной зоне за 12,5 сек произойдет приток флюида при большой скорости, а так как предварительно пласт подвергался высокому давлению, т.е. трещины находились в раскрытом состоянии, то произойдет очистка призабойной зоны скважины.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, включающий создание избыточного давления на пласт с последующим его сбросом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки за счет циклического воздействия на пласт знакопеременных нагрузок, до создания избыточного давления на пласт с последующим его сбросом в насосно-компрессорные трубы закачивают пену, а избыточное давление на пласт создают путем продавки пачки устойчивой пены по насосно-компрессорным трубам от устья до забоя до величины, не превышающей суммы гидростатического и гидродинамического давлений при вскрытии продуктивного пласта, причем сброс давления осуществляют на нагнетательной линии.

РИСУНКИ

Рисунок 1