Способ разработки продуктивного пласта

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при вскрытии и разработке нефтяного продуктивного пласта на новых и уже работающих скважинах, для стимуляции и реанимации скважин на поздней стадии разработки, а также для увеличения приемистости нагнетательных скважин, используемых для поддержания пластового давления. Обеспечивает увеличение нефтеотдачи продуктивного пласта. Сущность изобретения: способ включает перфорацию обсадной колонны хотя бы одной скважины и прорезание канала в цементном камне, отбор продукции через добывающую скважину с последующим прорезанием в пласте канала. Перфорацию осуществляют путем ввода в обсадную колонну на заданную глубину направляющего башмака, закрепленного к подвеске насосно-компрессорных труб. В последующем вводят в него гибкий шланг высокого давления. Устанавливают на его конце гидродвигатель, гибкий вал и зубчатую фрезу. Вращают гибкий вал и фрезу посредством гидродвигателя для образования в обсадной колонне отверстия и канала в цементном камне. Выводят гибкий шланг с гидродвигателем, гибким валом и фрезой из башмака. Затем в отверстие в обсадной колонне и канал в цементном камне через направляющий башмак вводят гидроперфоратор с соплом-форсункой для образования фронтальных режущих струй и упорных реактивных струй. Это обеспечивает продвижение перфоратора во фронтальном направлении и вынос отмытой породы в ствол скважины. После этого при необходимости перфорацию повторяют в другом направлении и на другом уровне. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при вскрытии продуктивных пластов новых скважин, стимуляции и реанимации скважин на поздней стадии разработки, а также для увеличения приемистости нагнетательных скважин, используемых для поддержания пластового давления.

Известен способ разработки продуктивного пласта, включающий пробуривание скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, отбор продукции через добывающие скважины, бурение дополнительных стволов из ранее пробуренных добывающих скважин и отбор продукции через пробуренные дополнительные стволы (см., например, патент РФ 2091566, 27.09.1997).

Известный способ позволяет увеличить добычу нефти, однако является трудоемким в части определения расхода воды по горизонтальным стволам, а также значительная часть нефти не извлекается из залежи.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ разработки продуктивного пласта, включающий закачку рабочего пласта через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины (см., например, патент РФ 2153064, 20.07.2000).

Известный способ не обеспечивает необходимую величину нефтеотдачи продуктивного пласта.

Техническим результатом изобретения является создание способа, позволяющего увеличить нефтеотдачу пласта.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе разработки продуктивного пласта, включающем закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины, согласно изобретению осуществляют дополнительную перфорацию обсадной колонны хотя бы одной скважины путем ввода в обсадную колонну на заданную глубину направляющего башмака, закрепленного к подвеске насосно-компрессорных труб с последующим вводом в него гибкого шланга высокого давления с установленным на его конце гидродвигателем, гибким валом и зубчатой фрезой, вращают гибкий вал и зубчатую фрезу посредством гидродвигателя для прорезания отверстия в обсадной колонне и канала в цементном камне, после чего выводят гибкий шланг с гидродвигателем, гибким валом и зубчатой фрезой из направляющего башмака, затем в отверстие в обсадной колонне и канал в цементном камне через направляющий башмак вводят гидроперфоратор с соплом-форсункой для прорезания в пласте канала за счет образования фронтальных режущих струй и упорных реактивных струй, что обеспечивает продвижение перфоратора в фронтальном направлении и вынос отмытой породы в ствол скважины, после чего, при необходимости, перфорацию повторяют в другом направлении или на другом уровне.

При разработке нефтяных залежей значительные запасы нефти остаются в пласте по причине несовершенства способов вскрытия пласта или его эксплуатации.

Заявленный способ реализуют следующим образом.

В процессе разработки продуктивного пласта при использовании в процессе ввода пробуренных скважин известными методами, в частности оснований на простреле зарядами обсадной колонны и цементного кольца, создаются нежелательные разрушающие условия для скважин. Метод гидропескоструйной перфорации основан на использовании кинетической энергии и абразивных свойств струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадки специального перфоратора и направленной на стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие в обсадной колонне и канал в цементном камне. Жидкость с песком подают к насадкам перфоратора по колонне насосно-компрессорных труб насосами, установленными у скважины. Этот способ вскрытия пласта применяют: на новых скважинах, на скважинах, вышедших из бурения, и в эксплуатирующихся скважинах с целью увеличения их производительности.

Однако перфорация обсадной колонны и прорезание канала в цементном камне известными методами недостаточны для более полного извлечения нефти. Образование каналов в пласте (в том числе, горизонтальных) позволяет: снизить затраты на добычу нефти, увеличить темпы отбора нефти, текущий и конечный коэффициенты нефтеизвлечения.

Сущность заявленного способа пояснена чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема способа; на фиг. 2 - узел устройства с зубчатой фрезой; на фиг. 3 - узел устройства с соплом-форсункой. Во вновь пробуренную или эксплуатируемую скважину на расчетный интервал в обсадную колонну спускают направляющий башмак 7 (см. фиг. 1 и 2), навернутый через переходник 2 на конец подвески насосно-компрессорных труб. Для прорезания бокового отверстия в обсадной колонне и цементном камне во внутрь НКТ спускают гибкий высоконапорный шланг 5, на который закрепляют гидродвигатель 17, гибкий вал 12 и зубчатую фрезу 10. Спуск и подъем гибкого шланга осуществляют с полуприцепа с барабаном и измерителем глубины, а подачу воды осуществляют насосом высокого давления. Давление на выходе насоса высокого давления не менее 2000 атмосфер. После прорезания отверстия в колонне и канала в цементном камне, гибкий шланг с гидродвигателем, гибким валом и фрезой поднимают на поверхность. На конец гибкого шланга насаживают сопло-форсунку 11 и спускают обратно в скважину. Сопло-форсунка через направляющий башмак попадает в прорезанное отверстие, и после включения насоса высокого давления начинает прорезать горизонтальный канал 9 в продуктивном пласте 15. Благодаря наличию отверстий 13 сопло-форсунка образует фронтальные режущие струи, а благодаря наличию боковых отверстий 14 - упорные реактивные струи, что обеспечивает продвижение в фронтальном направлении и при этом вынос отмытой породы в ствол скважины. Удаление избытка рабочей жидкости осуществляется через отверстие 16 на устье скважины. Описание примера осуществления способа.

Пример 1 ( по прототипу).

Осуществляют вскрытие продуктивного пласта Байданкинского месторождения со следующими характеристиками: пористость - 16%, средняя проницаемость - 0,646 мкм², нефтенасыщенность - 60,1%, абсолютная отметка водонефтяного контакта - 1100 м, средняя нефтенасыщенная толщина - 3,5 м, начальное пластовое давление - 9,5 МПа, пластовая температура 27^oС. Параметры пластовой нефти: плотность - 940 кг/м³, вязкость - 67 МПа•с, давление насыщения - 1,8 МПа, газосодержание - 8 м³/г, содержание серы - 3,8%.

На залежи пробуривают скважины, осуществляют: перфорацию обсадной колонны, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, пробуривание на заданной глубине дополнительных каналов в скважине, отбор продукции через дополнительно прорезанные каналы (в том числе, горизонтальные).

Пример 2 (по заявляемому способу) проводят аналогично примеру 1.

В пробуренных скважинах при вскрытии пласта для осуществления перфорации в требуемом интервале продуктивного пласта в обсадную колонну 1 опускают направляющий башмак 7.

Направляющий башмак 7 имеет внутри канал под углом 90 градусов для придания нужного направления режущему инструменту и соплу-форсунке, и устанавливается так, чтобы его можно было вращать внутри обсадной колонны 1 для установки в нужное положение для прорезания горизонтальных каналов.

Работу по прорезанию отверстий и горизонтальных каналов проводят в два этапа.

На первом этапе в скважину через НКТ и направляющий башмак вводят гибкий шланг высокого давления с закрепленным на конце гидродвигателем, гибким валом и зубчатой фрезой, посредством гидродвигателя вращают гибкий вал и зубчатую фрезу и прорезают отверстия в обсадной колонне и цементном камне.

На втором этапе на конце гибкого шланга высокого давления спускают сопло-форсунку, которое вводят через направляющий башмак в прорезанное отверстие и в продуктивном пласте 15 прорезают канал 9 длиной около 60 м. Затем направляющий башмак за верхний конец подвески НКТ можно повернуть на угол 90 градусов и повторить процесс в другом направлении, далее можно прорезать другие отверстия в обсадной трубе в четырех направлениях на одном уровне или в четырех направлениях на разных уровнях.

Гибкий шланг высокого давления с внутренним диаметром 8-12 мм выполнен из эластомерного материала и выдерживает внутренне давление жидкости до 2000 атм. Гибкий шланг высокого давления намотан на вращающийся барабан, установленный на отдельно стоящей платформе. Насос высокого давления также установлен на самостоятельной платформе и имеет автономный привод. На место производства работ подвозят отдельно емкость с водой.

Время прорезания отверстия в обсадной колонне и канала в цементном камне составляет 10-15 минут, а время прорезанния канала от обсадной колонны на расстояние 30 метров составляет до 2 часов. После выполнения необходимого количества горизонтальных каналов в продуктивных пластах скважины гибкий шланг высокого давления с инструментом выводят из скважины и наматывают на барабан. Емкость с водой, платформы с насосом и барабаном и вспомогательное оборудование удаляют с устья скважины. Бригада подземного ремонта производит подъем колонны НКТ с башмаком, промывку забоя скважины и освоение скважины по регламенту.

Пример 3 (по заявляемому способу).

Разрабатывают нефтяную залежь Байданкинского месторождения со следующими характеристиками: пористость - 16%, средняя проницаемость - 0,646 мкм², нефтенасыщенность - 60,1%, абсолютная отметка водонефтяного контакта - 1100 м, средняя нефтенасыщенная толщина - 3,5 м, начальное пластовое давление - 8,9 МПа, пластовая температура 25^oС.

Параметры пластовой нефти: плотность - 960 кг/м³, вязкость - 67 МПа•с, давление насыщения - 1,8 МПа, газосодержание - 5 м³/г, содержание серы - 3,2%.

На залежи размещают скважины и ведут добычу нефти в течение не менее 20 лет до достижения обводненности 70%. По описанному в примере 2 способу осуществляют прорезание каналов в пласте, ведут дополнительно отбор продукта через прорезанные каналы в пласте.

В результате использования заявляемого способа дебит скважин увеличивается до 12 раз.

Формула изобретения

Способ разработки продуктивного пласта, включающий закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины, отличающийся тем, что осуществляют дополнительную перфорацию обсадной колонны хотя бы одной скважины путем ввода в обсадную колонну на заданную глубину направляющего башмака, закрепленного к подвеске насосно-компрессорных труб с последующим вводом в него гибкого шланга высокого давления с установленным на его конце гидродвигателем, гибким валом и зубчатой фрезой, вращают гибкий вал и зубчатую фрезу посредством гидродвигателя для прорезания отверстия в обсадной колонне и канала в цементном камне, после чего выводят гибкий шланг с гидродвигателем, гибким валом и зубчатой фрезой из направляющего башмака, затем в отверстие в обсадной колонне и канал в цементном камне через направляющий башмак вводят гидроперфоратор с соплом-форсункой для прорезания в пласте канала за счет образования фронтальных режущих струй и упорных реактивных струй, что обеспечивает продвижение перфоратора в фронтальном направлении и вынос отмытой породы в ствол скважины, после чего, при необходимости, перфорацию повторяют в другом направлении или на другом уровне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3