Способ увеличения нефтеизвлечения из нефтяного пласта ремонтируемой скважины

 

Изобретение предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности для повышения производительности скважины. Воздействие на пласт производят путем генерации на забое скважины термоволновых излучений с частотой 400 - 2000 Гц и удельной мощностью излучаемой тепловой и волновой энергии не менее 10 кВт на 1 м толщины пласта. Ввод низкочастотной волновой энергии для релаксации напряжений в пласте осуществляют путем одновременного создания в призабойной зоне низкочастотных периодических волн пониженного давления с амплитудой, удовлетворяющей зависимости Р = Р₃ - 0,8 Р_нас, где Р₃ - давление на забое скважины; Р_нас - давление насыщения растворенного газа в нефти. Частота периодических низкочастотных волн находится в диапазоне 5 - 20 Гц. Повышается эффективность волнового воздействия на нефтяной пласт. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для повышения производительности скважин.

Известно множество способов волнового и термоволнового (вибрационного, ударного, импульсного, термоакустического) воздействия на нефтегазовый пласт или на его призабойную зону (1 - 6). Обобщение опыта применения волновых способов воздействия на продуктивные пласты показывает, что при удачном выборе воздействия и режимов обработки можно достичь заметной интенсификации фильтрационных процессов в пластах и повышения их нефтеотдачи в широком диапазоне амплитудно-частотной характеристики режимов воздействия. При этом положительный эффект волнового воздействия обнаруживается как в непосредственно обрабатываемой скважине, так и в отдельных случаях, при соответствующих режимах обработки проявляется в скважинах, отстоящих от источника импульсов давления на сотни и более метров, то есть при волновой обработке пластов принципиально можно реализовать механизмы как локального, так и дальнего площадного воздействия.

Известен способ воздействия на пласт высокочастотным и упругими волнами (15 - 20 кГц) от излучателя, устанавливаемого напротив продуктивного пласта, подлежащего обработке или перемещаемого по толщине обрабатываемых пластов (5).

В известно способе при воздействии волнами ультразвуковой частоты на вязкие нефти непосредственно после воздействия существенно снижается вязкость нефти и этот эффект сохраняется в течение нескольких часов, затем происходит обратное явление - вязкость нефти увеличивается против первоначального исходного значения до обработки.

Призабойные зоны скважин, пробуренных и эксплуатируемых на нефтяных месторождениях РФ, засорены как в процессе бурения, так и эксплуатации. В одних случаях зона засорения составляет от стенки скважины в глубину пластин от нескольких сантиметров до несколько десятков сантиметров, в других - от нескольких метров до десятка метров.

Излучаемая мощность известных ультразвуковых источников не превышает нескольких киловатт. Длина волны, излучаемой в пористую среду, составляет 20 - 25 см. Высокочастотные упругие волны интенсивно затухают в пласте, поэтому глубина эффективной обработки при низких плотностях энергии колебаний не превышает несколько десятков сантиметров (3). Тем не менее при правильном подборе объекта обработки удается увеличить дебиты скважин в 2 - 2,5 раза.

Недостатком известного способа является малая глубина обработки, малая плотность акустической энергии.

Известен метод воздействия низкочастотными сейсмическими волнами с частотой 520 Гц, так называемое виброволновое воздействие, осуществляемое двумя способами: 1. Через призабойную зону скважин от поверхностного источника волн, передаваемого по волноводу (трубе); 2. Виброисточниками, передающими сейсмическую (волновую) энергию на нефтяной пласт с земной поверхности через толщу вышележащих горных пород.

Результаты испытания этого способа показали на различных месторождениях (5) его высокую эффективность в основном из-за резкого снижения обводненности продукции скважин после обработки и небольшого увеличения дебита. При вибросейсмическом воздействии и в пласте происходит явления, когда сейсмические волны вызывают релаксацию направлений в "опорах" и некоторую осадку кровли пласта, за счет этого перекрываются каналы сквозного перетока закачиваемой воды, но заметного увеличения дебитов добывающих и приемистости нагнетательных скважин не происходит, поскольку призабойные зоны скважин (особенно в Сибири) закольматированы как в процессе вскрытия, так и эксплуатации, поэтому велики гидравлические сопротивления призабойной зоны пластов, и некоторое повышение пластового давления, вызванного обработкой, не способно эффективно профильтровать дополнительно вытесняемую жидкость через засоренную призабойную зону. Вибросейсмическому воздействию должна предшествовать обработка призабойных зон скважин. В этом случае эффект воздействия должен быть выше. Что в свою очередь усложняет и удорожает процесс и делает трудно разделимыми эффекты от различных методов воздействия - вибросейсмическая обработка - очистка призабойной зоны.

Другим крупным недостатком этого способа является энергетическое и экологическое несовершенство.

Для того, чтобы произвести вибросейсмическую обработку пластов толщиной 3 - 20 м, необходимо подвергнуть воздействию сейсмических волн чистотой 5 - 20 Гц полусферу земной поверхности радиусом более 3 км, включая различные горизонты, начиная от строительных сооружений и коммуникаций и кончая водоносными горизонтами. Эти объекты также не могут находиться в сложнонапряженном состоянии и воздействие сейсмических волн может вызвать разрушения.

Диапазон низких излучаемых частот является биологически опасным для живых организмов.

В качестве наиболее близкого аналога принимается способ увеличения нефтеизвлечения из нефтяного пласта ремонтируемой скважины, включающий промывку скважины, очистку призабойной зоны путем воздействия на пласт термоволновыми излучениями при погружении в скважину термоволнового излучателя (5).

Таким образом, известные способы обладают существенными недостатками и не позволяют в полной мере использовать физические явления, происходящие в пласте при волновом воздействии для увеличения нефтеизвлечения и интенсификации добычи нефти.

Технической задачей, поставленной и настоящем изобретении, является повышение эффективности волнового воздействия на нефтяной пласт.

Задача решается тем, что в способе увеличения нефтеизвлечения из нефтяного пласта ремонтируемой скважины, включающем промывку скважины, очистку призабойной зоны путем воздействия на пласт термоволнововыми излучениями при погружении в скважину термоволнового излучателя, воздействие на пласт производят путем генерации на забое скважины термоволновых излучений с частотой 400 - 2000 Гц с удельной мощностью излучаемой тепловой и волновой энергии не менее 10 кВт на 1 м толщины пласта, при этом осуществляют ввод низкочастотной волновой энергии для релаксации напряжений в пласте путем создания в призабойной зоне периодических низкочастотных волн пониженного давления с амплитудой, удовлетворяющей зависимости P = P_з - 0,8 P_нас, где P - амплитуда периодических низкочастотных волн пониженного давления; P_з - давление на забое скважины; P_нас - давление насыщения растворенного в нефти газа.

Кроме того, мощный поток волновой энергии вводимой звуковой частоты в пласт вызывает генерацию двух типов вторичных доминантных волн: одной низкой частоты в пределах 5 - 20 Гц, другой - ультразвуковой, частота которой составляет 10 - 20 Гц и определяется гранулометрической характеристикой пористого нефтенасыщенного пласта (3), что также способствует увеличению эффективности процесса.

На чертеже представлена схема проведения комплексного воздействия на пласт с использованием каротажного подъемника, позволяющая реализовать описываемый способ.

На каротажном кабеле 1 спускается в скважину термоволновой излучатель 2, в верхней части которого смонтирован пакер-поршень 3, цилиндром для которого является обсадная колонна 4. К термоволновому излучателю 2 в нижней части прикреплен центратор 5, верхним центроратором служит пакер-поршень 3. Энергия для питания термоволнового излучателя подается по кабелю, спускаемому с каротажного подъемника 6.

Обработка призабойной зоны пласта производится следующим образом. Перед спуском прибора скважина промывается, место перемещения пакера-поршня 3 райбируется, затем спускается излучатель 2 с поршнем 3 и устанавливается против продуктивного пласта, подлежащего обработке.

Производится термоволновая обработка пласта в стационарном режиме с целью разогрева и размягчения твердых отложений в скважине и пласте. Затем с помощью лебедки каротажного подъемника 6 приводится в возвратно-поступательное движение пакер-поршень 3. При ходе вверх давление столба жидкости в скважине передается на поршень 3, и под поршнем 3 образуется область пониженного давления, которая передается призабойной зоне пласта, и со временем, по мере ее очистки, низкочастотные инфразвуковые колебания давления с амплитудой меньшей, чем пластовое давление, передаются в более отдаленные области пласта, вызывая перенапряжения опорных площадок сводов и их осадку. Одновременно производится тщательная очистка призабойной зоны, что увеличивает не только приток к скважине, но и снижает волновое сопротивление призабойной зоны для прохождения звуковых и инфразвуковых и инфразвуковых волн пониженного давления. При ходе вниз жидкость из-под поршня 3 перетекает беспрепятственно через клапан 8 в пространство над поршнем 3. При ходе вверх жидкость понижается по обсадной колонне и поступает в емкость 7.

Использование настоящего изобретения повышает эффективность волнового воздействия на пласт.

Источники информации: 1. Абасов М.Т., Садовский М.А., Николаев А.В. Вибрационное воздействие на нефтяную залежь. Вестник АН СССР, 1986, N 9, с. 95 - 99.

2. Кузнецов О.Л., Симкин Э.М. Преобразование и взаимодействие геофизических полей в литосфере. Москва, Недра, 1990, с. 269.

3. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. М., Недра, 1996, с. 447.

4. Свалов А.М. Об одном механизме волнового воздействия на нефтяные пласты. Нефтяное хозяйство, 1996, N 7.

5. Симонов Б.Ф. и др. Результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи вибросейсмическим методом. Журнал Нефтяное хозяйство, 1996, N 5.

6. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, под ред. Ш.К.Гиматудинова, Москва, Недра, 1983, с. 455.

Формула изобретения

1. Способ увеличения нефтеизвлечения из нефтяного пласта ремонтируемой скважины, включающий промывку скважины, очистку призабойной зоны путем воздействия на пласт термоволновыми излучениями при погружении в скважину термоволнового излучателя, отличающийся тем, что воздействие на пласт производят путем генерации на забое скважины термоволновых излучений с частотой 400 - 2000 Гц с удельной мощностью излучаемой тепловой и волновой энергии не менее 10 кВт на 1 м толщины пласта, при этом осуществляют ввод низкочастотной волновой энергии для релаксации напряжений в пласте путем создания в призабойной зоне периодических низкочастотных волн пониженного давления с амплитудой, удовлетворяющей зависимости Р = Рз. - 0,8 Рнас.,
где Р - амплитуда периодических низкочастотных волн пониженного давления;
Рз. - давление на забое скважины;
Рнас. - давление насыщения растворенного в нефти газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частота периодических низкочастотных волн находится в диапазоне 5 - 20 Гц.

РИСУНКИ

Рисунок 1