Результат интеллектуальной деятельности: Способ выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости

Изобретение относится к исследованию скважин, а именно к выявлению скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости между пластами.

Известен способ гидродинамического исследования в скважине (ав.св. SU № 1514922, МПК E21B 47/10, опубл. Бюл. 15.10.1989 № 36), включающий определение границ продуктивных пластов и значений соответствующих им действующих депрессий, причем в одной добывающей скважине измеряют гидродинамическое сопротивление скважинному потоку последовательно устанавливаемым между продуктивными пластами скважины подвижным регулируемым штуцером, при этом измеряют дебиты при не менее двух значениях создаваемого подвижным регулируемым штуцером гидравлического сопротивления скважинному потоку, измеряют дебиты скважины при положении штуцера над кровлей всех продуктивных пластов при тех же значениях гидравлического сопротивления, извлекают штуцер из скважины и измеряют дебит скважины, а по результатам изменений определяют фильтрационные сопротивления продуктивных пластов, по которым судят о наличии или отсутствии гидравлической связи между продуктивными пластами.

Наиболее близким по технической сущности является способ выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков воды (патент RU № 2603145, МПК E21B 47/10, опубл. 20.11.2016 Бюл. № 32), включающий замер добычи жидкости, ее обводненности и добычи нефти, расчет избыточной обводненности продукции и выявление скважин, добывающих избыточную воду, причем избыточную обводненность рассчитывают как разницу между фактической обводненностью и приемлемой, определяемой по водонасыщенности пласта с использованием функции Баклея-Леверетта, после чего проводят промысловые геофизические исследования на скважинах с указанием на присутствие заколонных перетоков воды, причем для поиска скважин с заколонной циркуляцией (ЗКЦ) используется графическая корреляция текущих значений фактической обводненности продукции скважины (ось У) и текущих значений водонасыщенности пласта в ее интервале вскрытия (ось X), рассматривающая одновременно весь фонд добывающих скважин на фиксированную дату в течение первых лет эксплуатации, и расчетная кривая зависимости приемлемой обводненности продукции при вытеснении нефти водой из пласта от текущей его водонасыщенности, причем текущая водонасыщенность пласта в интервалах вскрытия каждой скважины рассчитывается в математической или в гидродинамической модели залежи, а проблемными скважинами с ЗКЦ признаются скважины, расположенные на графической корреляции выше кривой приемлемой обводненности.

Недостатками этих способов являются необходимость проверки предлагаемым на заколонные перетоки во всех «избыточно» обводнившихся скважинах, что дает положительный результат в не более 20 % случаев и позволяет выявить не более 35 % с заколонными перетоками (получено исследованием полном скважин на одном из месторождения Республики Татарстан – РТ) и только добывающих скважин, нагнетательный скважины остаются неохваченными, при этом большое количество непродуктивных геофизических исследований (не выявляющих заколонные перетоки) скважин приводит к большим материальным затратам.

Технической задачей предполагаемого изобретения является разработка способа выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости, позволяющего расширить функциональные возможности за сет вовлечение в исследование и нагнетательных скважин, уменьшить процент непродуктивных геофизических исследований, увеличить процент выявляемых скважин с заколонными перетоками и, в совокупности, снизить материальные затраты и увеличить период эксплуатации продуктивного пласта без интенсивного роста обводненности продукции (не боле 10%).

Техническая задача решается способом выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости, включающим исследование скважин выбранного месторождения на выявление с учетом статистических исследований скважин с подозрением наличия заколонных перетоков, в которых проводят промысловые геофизические исследования для выявления заколонных перетоков жидкости.

Новым являются то, что в исследуемые скважины включают и нагнетательные скважины, а статистические исследования проводят из анализа соответствия статистических зависимостей приемистости от проницаемости для выбранного месторождения показателям добывающих и нагнетательных скважин, в скважинах с отклонением выбранных показателей выше допустимой погрешности, определяемой эмпирическим путем для каждого месторождения, проводят нагнетание воды с давлением от нуля до давления насыщения, но не выше давления разрыва данного пласта, определяя зависимость объемов закачки от давления закачки с последующим сопоставлением участка насыщения с статистически усредненным аналогичным типовым показателем зависимостей для выбранного месторождения на выявление скважин с подозрением наличия заколонных перетоков, имеющим недопустимые отклонения от кривизны типовых показателей зависимостей.

На фиг. 1 изображен статистический график зависимости приемистости от проницаемости пласта.

На фиг. 2 изображен график зависимости объемов закачки от давления закачки скв. 2480.

На фиг. 3 изображен график зависимости объемов закачки от давления закачки скв. 992.

На фиг. 4 изображены усредненный график зависимости объемов закачки от давления закачки из скважин №№ 992, 2480 и 2866.

Способ выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости, включает исследование нагнетательных и добывающих скважин выбранного месторождения на выявление с учетом статистических исследований скважин с подозрением наличия заколонных перетоков. Статистические исследования проводят из анализа соответствия статистических зависимости приемистости от проницаемости для выбранного пласта месторождения (за период не менее года для месторождения Республики Татарстан - РТ). По полученным результатам анализа строят усредненный график зависимости приемистости от проницаемости и, исследуя контрольные скважины месторождения, определяют эмпирическим путем допустимую погрешность, при которой гарантировано исключаются заколонные перетоки жидкости (± 25 % для месторождений РТ). Пористость выбранного пласта определяют для каждого участка осваиваемого месторождения в момент строительства или предварительными исследованиями в период освоения запуска в работу скважин. Исходя из режимов работы добывающих и нагнетательных скважин (объема закачки или отбора, забойного давления или давления нагнетания), определяют проницаемость пласта в призабойной зоне каждой из скважин. Параметры которых сверяют со статистическими данными с учетом погрешности. Выбирают только те скважины, показатели которых выходят за пределы допустимой погрешности. В выбранных скважинах производят интенсивную закачку воды (минерализованной – для терригенных коллекторов пласта или пресную – для карбонатных коллекторов). Проводят нагнетание воды с давлением от нуля до давления насыщения (при котором при росте давления нагнетания объем закачиваемой жидкости резко уменьшается – зависимость перестаёт быть линейной), но не выше давления разрыва данного пласта, определяя зависимость объемов закачки от давления закачки. Сопоставляют участки насыщения в графиках выбранных скважин с статистически усредненным аналогичным типовым показателем зависимостей для выбранного месторождения. Отбирают скважины с значительным отклонением кривизны (более 20 % для месторождений РТ) участков насыщения в графиках выбранных скважин от усредненных типовым показателей, что свидетельствует о подозрении наличия заколонных перетоков. И только в отобранных этими двумя исследованиями скважинах проводят промысловые геофизические исследования для выявления заколонных перетоков жидкости (патенты RU №№ 2435028, 2473804, 2527960 или т.п. – автор на это не претендует), исходя из которых принимается решение о проведении изоляции заколонных перетоков (патенты RU №№ 2283424, 2554957, 2713279 или т.п. – автор на это не претендует).

Пример конкретного выполнения.

На месторождении РТ (НГДУ «Азнакевнефть» ПАО Татнефть» им. В.Д. Шашина) выделен участок с тринадцатью скважинами, между которыми определена гидродинамическая связь. Статистические исследования проведены за четыре года эксплуатации. Анализ соответствия статистических зависимости приемистости от проницаемости для выбранного пласта месторождения показан в виде линии на усреднённом графике зависимостей (фиг. 1). Пористость для каждого пласта определена исследованием кернов при строительстве каждой скважины. Исходя из режимов работы добывающих и нагнетательных скважин (объема закачки или отбора, забойного давления или давления нагнетания – строятся автоматически после аппаратной обработки), определены проницаемость пласта в призабойной зоне каждой из скважин. Параметры каждой из скважин были наложены на график (фиг. 1) и сверены со статистическими данными с учетом погрешности (± 25 % для месторождений РТ). Выбрали только те скважины №№ 992, 2480 и 2866 (скважина № 2866 является добывающей), показатели которых выходят за пределы допустимой погрешности. То есть для контроля достаточно изучить 3 скважины (примерно – 23 %), а не все тринадцать (100 % - как в типовых методиках). В скважинах №№ 992, 2480 и 2866 произвели интенсивную закачку воды с давлением от нуля до давления насыщения (давление на устье Р=95 атм≈9,5 МПа – для скв. № 2480, Р=145 атм≈14,5 МПа – для скв. № 992, Р=120 атм≈12 МПа – для скв. № 2480), но не выше давления разрыва (давление на устье Р=180 атм≈18 МПа) данного пласта, определяя зависимость объемов закачки от давления закачки. Исходя из полученных данных, построили графики зависимостей для скважины № 2480 – фиг. 2, для скважины № 992 – фиг. 3, для скважины № 2866 – практически линейный (непоказан). Сопоставили участки насыщения в графиках выбранных скважин №№ 992, 2480 и 2866 (фиг. 4) с статистически усредненным аналогичным типовым показателем зависимостей для выбранного месторождения. Показатели скважины № 2480 (фиг. 4) практически совпадают с типовым показателем зависимостей для выбранного месторождения, а показатели скважин №№ 992 и 2480 (фиг. 4) имеют погрешность более 20 % по сравнению с типовым показателем зависимостей для выбранного месторождения (примерно 66 % из выбранных, а не 30 % - как в типовых методиках). Скважины №№ 992 и 2480 отобрали для проведения промысловых геофизических исследований для выявления заколонных перетоков жидкости. При помощи магниторезонансных исследований выявили заколонные перетоки в обоих скважинах №№ 992 и 2480 (100 % от отобранных, а не 50 % - как в типовых методиках), в которых были проведены дополнительные работы по изоляции этих перетоков закачкой утяжеленного цементного раствора с водонабухающими гранулами. После чего пласта обводненность продукции пласта снизилась с 94 % до 82 %, увеличился в период эксплуатации до 87 % за полтора года.

Как показала практика на предварительном этапе исследований отсевается примерно 70 – 80 % скважин (в существующих методиках необходимо постоянно мониторить 100 % скважин), что значительно сокращает временные и материальные затраты на гидродинамические исследования, причем среди отбираемых скважин 60 – 75 % имеют отклонения от статистических показателей (а не 25 - 30 % - как при существующих методиках), что говорит об эффективности отбора. После гидродинамических исследований не менее 90 % (а не менее 50 % - как в существующих методиках) подтверждают наличие заколонных перетоков дорогостоящими, требующими остановки отобранных скважин геофизическими исследованиями, что также снижает временные и материальные затраты.

Предлагаемый изобретения способ выявления скважин, обводняющихся посредством заколонных перетоков жидкости, позволяет расширить функциональные возможности за сет вовлечение в исследование и нагнетательных скважин, уменьшить процент непродуктивных геофизических исследований, увеличить процент выявляемых скважин с заколонными перетоками и, в совокупности, снизить временные и материальные затраты и значительно увеличить экономически обоснованный период эксплуатации продуктивного пласта.