Способ обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для обработки призабойной зоны пласта. Обеспечивает повышение производительности отработанных и малодебитных скважин. Сущность изобретения: способ импульсно-тепловой обработки призабойной зоны скважины включает воздействие на продуктивный пласт импульсами давления парогазовой смеси с амплитудой и длительностью, достаточными для создания микротрещин в пласте, и тепловую обработку парогазовой смесью продуктивного пласта после образования в нем микротрещин. Согласно изобретению производят многократную обработку скважины серией из 5÷6 чередующихся между собой импульсов давления и тепловых импульсов парогазовой смеси, при этом длительность импульсов давления выбирают в диапазоне 1,5÷3 с при импульсной мощности 4,0-1,25 МВт, период следования импульсов выбирают в диапазоне 30÷60 с, а в промежутке между импульсами проводят тепловую обработку пласта парогазовой смесью при температуре 200÷700°С.

 

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для обработки призабойной зоны пласта для повышения производительности малодебитных и восстановления отработанных скважин.

Известно, что после определенного периода добычи производительность нефтяных и газовых скважин значительно падает из-за снижения проницаемости коллекторов, вызванной кольматацией пор различными органическими и неорганическими веществами.

Известен способ импульсной обработки призабойной зоны пласта (RU №2106485, Кл. Е21В 43/263, 1998 г.), включающий создание избыточного давления в скважине путем воздействия на пласт газообразными продуктами горения твердотопливных пороховых зарядов, при этом создание избыточного давления в скважине осуществляют, по меньшей мере, двумя последовательными импульсами давления с амплитудой и длительностью первого импульса, достаточными для раскрытия естественных трещин и создания микротрещин, и амплитудой и длительностью второго импульса, по меньшей мере равными амплитуде и длительности первого импульса и достаточными для развития этих трещин и микротрещин, при этом второй импульс давления создают при значениях давления в скважине от первого импульса, равных 0,5 горного давления.

Однако в данном способе имеются недостатки, связанные с тем, что обработка пласта ведется пороховыми зарядами, создающими проблемы безопасности скважины. Кроме того, импульсная обработка не обеспечивает достаточной текучести добываемого продукта, что снижает его добычу.

Известен также способ тепловой обработки призабойной зоны скважины (RU №2182656, Кл. Е21В 43/25, 2002), основанный на использовании медленно горящего заряда, который доставляют в контейнере на кабале и поджигают его на 0,5-1,0 м ниже продуктивного пласта для увеличения текучести флюида. Одновременно с прогревом трещин и пор пласта продавливают в них нагретую соляную кислоту, выдерживают скважину в течение 1,0-1,5 часов, затем в скважину опускают имплозивное устройство, которым отсасывают продукты реакции из трещин и пор пласта.

Недостатком известного способа является длительность процесса обработки призабойной зоны скважины и, вследствие этого, дороговизна его применения.

Прототипом изобретения является способ импульсно-тепловой обработки призабойной зоны скважины (RU №2157885, Кл. Е21В 43/25, Е21В 43/117, Е21В 43/24, 2000), включающий одноразовое воздействие на продуктивный пласт импульсами давления взрывчатого вещества с амплитудой и длительностью, достаточными для создания микротрещин в пласте, и тепловую обработку продуктивного пласта после образования в нем микротрещин. Перед сжиганием термоисточника пространство над ним экранируют, а затем после тепловой обработки производят имплозивную обработку (промывку растворителем микротрещин) скважины.

Недостатком данного способа является недостаточная его производительность из-за одноразового импульсного и теплового воздействия на пласт и необходимости последующей промывки микротрещин пласта.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является повышение производительности способа.

Технический результат достигается тем, что в способе импульсно-тепловой обработки призабойной зоны скважины, включающем воздействие на продуктивный пласт импульсами давления парогазовой смеси с амплитудой и длительностью, достаточными для создания микротрещин в пласте, и тепловую обработку парогазовой смесью продуктивного пласта после образования в нем микротрещин, согласно изобретению производят многократную обработку скважины серией из 5÷6 чередующихся между собой импульсов давления и тепловых импульсов парогазовой смеси, при этом длительность импульсов давления выбирают в диапазоне 1,5÷3 с при импульсной мощности 4,0-1,25 МВт, период следования импульсов выбирают в диапазоне 30÷60 с, а в промежутке между импульсами проводят тепловую обработку пласта парогазовой смесью при температуре 200÷700°С.

Многократная обработка скважины серией чередующихся между собой импульсов давления и тепловых импульсов парогазовой смеси соответственно позволяет поддерживать микротрещины в продуктивном слое в открытом состоянии с одновременным поддержанием текучести продукта за счет теплового нагрева в период между импульсами давления. Выбранный диапазон параметров импульсов давления (мощность в импульсе 4,0-1,25 МВт и длительность импульса 1.5÷3 с) является рациональным для открытия и поддержания в открытом состоянии микротрещин в продуктивном слое. Нижнее значение мощности в импульсе соответствует расширению существующих микротрещин, а верхнее значение - созданию новых трещин в продуктивном пласте. Увеличение мощности в импульсе больше 4,0 МВт при длительности импульса менее 0,15 с нецелесообразно в связи с возможностью повреждения скважины, а уменьшение мощности импульса менее 1,25 МВт при длительности импульса 1,5 с недостаточно для раскрытия микротрещин из-за недостаточности его энергии. Период следования импульсов давления выбран менее времени релаксации (закрытия микротрещин) и составляет 30÷60 с в зависимости от давления в продуктивном пласте. Параметры тепловой обработки парогазовой смесью в период между импульсами давления выбраны из условия теплового плавления асфальтено-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) и обеспечения текучести флюида. Уменьшение температуры тепловой обработки меньше 200°С не обеспечивает удаления из микротрещин асфальтено - смолисто-парафиновых отложений. Повышение температуры тепловой обработки парогазовой смеси более 700°С может привести к спеканию глинистых частиц в микротрещинах продуктивного слоя и снизить проницаемость последних.

В целом применение предложенного способа позволяет повысить производительность малодебитных и отработанных скважин и, как следствие, уровень их рентабельности.

Согласно изобретению импульсно-тепловую обработку скважины проводят при герметично закрытом устье скважины путем установки в верхней ее части теплового экрана. Далее в скважину на уровень призабойной зоны последовательно во времени устанавливают генератор импульсов давления и тепловой генератор. После установки генератора импульсов давления по команде с поверхности земли его поджигают. При этом за счет подбора объема и скорости горения горючего вещества генератора генерируется импульс давления длительностью 1,5÷3 с и импульсной мощностью 4,0÷1,25 МВт. Вследствие ударного воздействия на призабойный пласт происходит разрушение скелета горной породы и образование сети дополнительных микротрещин, увеличивающих проницаемость призабойной зоны пласта. После образования микротрещин на место сгоревшего генератора импульсов устанавливают тепловой генератор с объемом горючего вещества и скоростью его горения, обеспечивающими создание температуры 200-700°С парогазовой смеси в призабойной зоне и сгорания его в течение 30÷60 с. При этом происходит удаление из микротрещин пласта АСПО и обеспечивается достаточная текучесть продукта из призабойной зоны. Одновременно после окончания действия первого импульса давления происходит естественный заплыв (релаксация) микротрещин под действием собственного веса (усадки) горных пород в скважине. Это время составляет от 3 до 10 мин в зависимости от рыхлости и глубины залегания призабойной зоны скважины. Поэтому до окончания заплыва микротрещин в зону перфорации подают очередной генератор импульсов давления, который восстанавливает заплывшие микротрещины до раскрытого состояния. Далее процесс обработки скважины повторяется.

Примеры конкретной реализации способа.

Пример 1. Обработка проводилась на выведенной из эксплуатации скважине ООО "ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть" Волгоградской области. Воздействию подвергался Меликесский горизонт. В процессе испытаний затрубное пространство скважины выше призабойной зоны герметизировалось установкой теплового экрана типа ПРОЯМО, рассчитанного на удержание давления до 700 атм. и температуры до 700°С. Генератор импульсов давления и тепловой генератор были выполнены твердотопливными. Объем газогенерирующего состава и скорость горения генератора импульсов давления парогазовой смеси определялись из условия обеспечения его времени горения в течение 1,5 с при импульсной мощности 1,25 МВт. Для этого газогенерирующий состав генератора импульсов включал в мас.%: гранулированную аммиачную селитру марки Б-72; бихромат калия - 5; эпоксидную смолу марки ЭД-20 с отвердителем полиэтиленполиамином в соотношении 10:1-23. Тепловой генератор выполнен с возможностью создания температуры в призабойной зоне 200°С. Для этого газогенерирующий состав теплового генератора включал перхлорат калия, алюминиевый порошок, фторкаучук СКФ-32 и технологические добавки, обеспечивающие требуемую скорость и температуру горения. Масса теплового генератора выбиралась из условия времени его горения 30 с. Обработка призабойной зоны проводилась серией из 6 чередующихся импульсов давления и тепловых импульсов парогазовой смеси. При этом прирост нефтедобычи скважины после обработки ее призабойной зоны увеличился на 240%.

Пример 2 осуществлялся по примеру 1 на соседней скважине с увеличенной скоростью горения газогенерирующих составов генераторов за счет увеличенного процентного содержания окислителя в газогенерирующих составах. При этом выходные параметры генератора импульсов составляли: импульсная мощность 4,0 МВт и время 3 с, а параметры теплового генератора - 700°С при времени горения, равном 1 мин. Прирост нефтедобычи скважины в данном случае составил 350%.

Предлагаемое изобретение не ограничивается вышеприведенными примерами его осуществления. В рамках данного изобретения возможно применение для реализации предложенного способа не только раздельных генераторов импульсов давления и тепловых генераторов, заменяемых по мере их сгорания, но и совмещенного управляемого генератора. Например, возможно применение азотного генератора ОАО "Компомаш ГИРС" (Губарь В.А. и др. Новое оборудование и технологии для ремонта и восстановления малодебитного и бездействующего фонда скважин // Сб. тезисов докладов на конгрессе нефтегазопромышленников России. - Уфа, 1998, с.14) при условии соответствующей его доработки для работы в импульсном и тепловом режимах.

Проведенные эксперименты показали целесообразность использования предложенного способа на отработанных скважинах для восстановления их работоспособности и возможности добычи нефти не менее 1,8 т/сутки с одной скважины.

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий воздействие на продуктивный пласт импульсами давления парогазовой смеси с амплитудой и длительностью, достаточными для создания микротрещин в пласте, и тепловую обработку парогазовой смесью продуктивного пласта после образования в нем микротрещин, отличающийся тем, что производят многократную обработку скважины серией из 5÷6 чередующихся между собой импульсов давления и тепловых импульсов парогазовой смеси, при этом длительность импульсов давления выбирают в диапазоне 1.5÷3 с при импульсной мощности 4,0-1,25 МВт, период следования импульсов выбирают в диапазоне 30-60 с, а в промежутке между импульсами давления проводят тепловую обработку пласта парогазовой смесью при температуре 200-700°С.