Способ вторичного вскрытия продуктивного низкопроницаемого пласта

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к вскрытию пластов перфорацией, интенсификации притоков. Обеспечивает повышение продуктивности скважин. Сущность изобретения: кумулятивно перфорируют пласт. Согласно изобретению в пласт закачивают воздух в объеме, в два раза превышающем расчетный объем порового пространства. В ранее перфорированной зоне пласта производят кумулятивную перфорацию с возможностью повышения давления до 100 МПа и температуры до 1000°С в зоне продуктивного пласта.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к вскрытию пластов перфорацией и интенсификации притоков.

Существует способ гидропескоструйной перфорации, заключающийся в прорезании отверстий в эксплуатационной колонне струей жидкости с абразивным наполнителем [1]. Недостатком этого способа является сложность технологического процесса, необходимость специального оборудования.

Существует способ вскрытия продуктивного пласта кумулятивной перфорацией [2]. Недостатком способа является его низкая эффективность при вскрытии пластов с пониженными фильтрационными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ вторичного вскрытия продуктивного низкопроницаемого пласта, выбранный нами в качестве прототипа [3].

Технический результат изобретения - повышение продуктивности скважин при повторной перфорации за счет качества вскрытия низкопроницаемых объектов и одновременного воздействия на прискважинную зону пластов.

Поставленный результат достигается способом вторичного вскрытия продуктивного низкопроницаемого пласта, включающим кумулятивную перфорацию пласта, согласно изобретению, в пласт закачивают воздух в объеме, в два раза превышающем расчетный объем порового пространства, и в ранее перфорированной зоне пласта производят кумулятивную перфорацию с возможностью повышения давления до 100 МПа и температуры до 1000°С в зоне продуктивного пласта.

Способ вторичного вскрытия продуктивного пласта, включающий закачку в пласт воздуха и последующую кумулятивную перфорацию объекта.

После закачки воздуха в пласт производится повторная кумулятивная перфорация (перфораторы типа ПКС, ПСУЛ, Д-Н).

При этом в пласте происходят следующие процессы.

Закачка воздуха в пласт производится до полного заполнения порового пространства прискважинной зоны.

Воздух состоит из смеси газов и содержит 78,08% азота, 20,95% кислорода, углекислого и инертных газов. При перфорации объекта (взрыве) создаются новые термобарические условия в прискважинной зоне пласта. Давление поднимается до 100 МПа, а температура достигает 1000°С.

Вся энергия взрыва и кумулятивная струя направлены в ранее перфорированную зону пласта. Находящийся в пласте воздух нагревается до температуры кумулятивной струи. При этом за счет изменения энтропии среды согласно второму закону термодинамики воздух из квазистатического состояния переходит в другое. Сообщаемая воздуху тепловая энергия взрыва изменяет и ее энтальпию [4]. В связи с этим происходит ионизация воздуха. Составляющие воздуха азот и водород ввиду очень низких скоростей диссоциации не претерпевают никаких изменений.

Высокая температура воздействует только на молекулы кислорода и окиси углерода. Степень ионизации воздуха будет низкой ввиду того, что плотность ионизированных атомов будет меньше плотности нейтральных атомов [5]. В этих условиях воздух не переходит в плазменное состояние, но будет находиться в ионизованном “псевдоплазменном” состоянии. В результате ионизации и образующегося электрического поля атомы кислорода разлагаются с образованием молекул озона, который, в свою очередь, при столкновении с электронно-возбужденными атомами кислорода также разлагается [6]. В результате диссоциации молекулы окиси углерода также разлагаются с образованием атомов кислорода и углерода [6].

При кумулятивной перфорации образуется высокоскоростная металлическая струя, растягивающаяся в полете и пробивающая стоящие перед ней преграды.

Кумулятивная струя (с температурой 1000°С) будет двигаться в “псевдоплазменной” среде как твердое тело, не встречая сопротивлений. При этом скорость струи будет значительно превышать скорость обычной кумулятивной. Обеспечивается это тем, что кумулятивная струя движется по новому принципу движения (в кавитационном режиме) в ионизованном газовом пузыре, что в значительной мере снижает трение при ее движении. Благодаря этому при тех же технических параметрах зарядов перфораторов длина струи значительно удлинится, т.е. длина пробитого канала значительно возрастет. А этот фактор является основным при оценке эффективности перфорации [2]. Кроме того, за счет формирующихся боковых давлений и инерционного движения среды при движении струи происходит расширение пробиваемых каналов [2]. Ввиду отсутствия сопротивления расширение струи инициирует образование сети микротрещин вокруг перфорационных каналов, что приведет к увеличению площади фильтровой поверхности.

Эти два фактора - физическое удлинение кумулятивной струи и увеличение площади фильтровой поверхности и обеспечивают высокую эффективность предлагаемого способа.

Технология работ состоит в следующем.

1. В пласт закачивается воздух в объеме, в два раза превышающем расчетный объем порового пространства.

2. Производится кумулятивная перфорация.

3. Производится освоение скважины.

Процесс освоения облегчается тем, что при определенной величине забойного давления воздух, находящийся в прискважинной зоне пласта, придет в движение и начнет выталкивать жидкость из ствола скважины. Этот фактор также является положительной чертой предлагаемого способа.

Источники информации

1. А.Б. Сулейманов, К.А. Карапетов, А.С. Яшин. Практические расчеты при текущем и капитально ремонте скважин. М.: Недра, 1984 г.

2. Н.Г. Григорян. Вскрытие нефтегазовых пластов стреляющими перфораторами. М.: Недра, 1982 г.

3. Авторское свидетельство № 1694875, опубликованное 30.11.1991.

4. А.П. Дмитриев, С.А. Гончаров. Термодинамические процессы в горных породах. М.: Недра, 1990 г.

5. Чен Ф. Введение в физику плазмы. М., 1987 г.

6. Л.С. Поллак, Г.Б. Синряев, Д.М. Словецкий. Химия плазмы. Новосибирск, 1991 г.

Формула изобретения

Способ вторичного вскрытия продуктивного низкопроницаемого пласта, включающий кумулятивную перфорацию пласта, отличающийся тем, что в пласт закачивают воздух в объеме, в два раза превышающем расчетный объем порового пространства, и в ранее перфорированной зоне пласта производят кумулятивную перфорацию с возможностью повышения давления до 100 МПа и температуры до 1000°С в зоне продуктивного пласта.