Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способу вторичного вскрытия продуктивных пластов перфорацией.

Известны устройство и способ вторичного вскрытия продуктивных пластов (патент RU №2183259, МПК E21B 43/117 от 22.06.2000 г.), включающий глубокую кумулятивную перфорацию с одновременной очисткой перфорационных каналов и устройство, состоящее из корпусного кумулятивного перфоратора, одной или двух депрессионных камер, применяемых для эффективной очистки перфорационных каналов и стимуляции нефтегазопритока из перфорированного интервала, при этом верхняя депрессионная камера имеет объем, до 15-ти и более раз превышающий объем перфоратора, и шаровый клапан-контакт для обеспечения электрической цепи электровзрывной магистрали и одновременно роли приемного клапана, а нижняя камера имеет возможность открытия с задержкой во времени.

Недостатками предложенного способа и устройства являются низкий уровень безопасности в связи с применением электрических инициирующих систем, достаточно высокая трудоемкость сборки устройства на скважине, образование сети трещин в цементном камне под действием высокого давления, закупоривание перфорационных каналов оплавлениями материнской породы пласта, а также сложность реализации способа ориентирования перфоратора в скважине, что влечет к значительным материально-техническим затратам.

Известен способ вторичного вскрытия продуктивного пласта щелевой гидропескоструйной перфорацией (патент RU №2282714, МПК E21B 043/114, E21B 043/22 от 30.05.2005 г.), включающий волновой акустический каротаж с цифровой регистрацией полного волнового сигнала и установление местоположения и числа резов гидропескоструйной перфорации по высоте пласта. В состав компоновки оборудования низа колонны труб вводят снизу вверх: гидропескоструйный перфоратор, опрессовочный узел с гнездом под сбрасываемый шар, колонну труб с прикрепленной к первой муфте измерительной лентой с метками резов и патрубок-репер. Оборудованную колонну труб спускают в скважину до достижения перфоратором уровня первого от забоя нижнего реза. Путем подачи абразивной жидкости на перфоратор производят щелевую гидропескоструйную перфорацию первого реза на двух режимах. Перфорацию на первом режиме ведут при рабочем давлении до 20 МПа продолжительностью до 25 минут и без перерыва во времени производят перфорацию на втором режиме при рабочем давлении до 30 МПа продолжительностью до 20 минут. Аналогичные операции производят при перфорации каждого намеченного реза. После завершения последнего реза перфорационные каналы гидромониторных насадок перфоратора перекрывают, а его клапанный механизм открывают. Производят очистку щелевых каналов от песка. Перфоратор спускают до забоя. Промывают скважину до чистой пластовой воды.

К недостаткам предложенного способа можно отнести большие затраты времени на подготовительно-заключительные работы и на прорезание отверстий, а также малую глубину образуемых при гидропескоструйной перфорации каналов в пласте, что не позволяет обеспечить надежное вскрытие продуктивного пласта.

Известен способ вторичного вскрытия продуктивного пласта (патент RU №2205942, МПК E21B 43/114 от 28.04.2001 г.), включающий предварительное создание отверстий в стенке обсадной колонны и цементном кольце с помощью сверлящего перфоратора, поиск перфорационных отверстий и их последующую перфорацию гидроперфоратором с углублением в продуктивный пласт.

Недостатками предложенного способа являются сложность обеспечения на практике попадания струи в перфорационное отверстие, длительность процесса перфорации, а также высокие материальные затраты, связанные с техническим оснащением для перфорации обсадной колонны и продуктивного пласта, применяемым при данном способе вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ вскрытия продуктивных пластов сверлящим перфоратором (патент RU №2482266, МПК E21B 43/11 от 16.09.2011 г.), включающий транспортирование в забой обсадной скважины сверлящего перфоратора, его фиксацию, перфорацию стенок обсадной колонны, расфиксацию сверлящего перфоратора и его извлечение на поверхность, при этом перед каждым поворотом перфоратор поднимают на поверхность, разворачивают на заданный угол и фиксируют его положение относительно кабельного наконечника, а затем сборку опускают в скважину и производят высверливание следующего канала, смещенного от предыдущего канала на заданный угол.

К недостаткам указанного способа вскрытия продуктивного пласта можно отнести отсутствие возможности его применения при вскрытии горизонтально направленных скважин, а также снижение продуктивности скважины за счет оставшихся углеводородов в прикровельной части продуктивного пласта.

В предложенном способе решается задача повышения объема добычи нефти за счет увеличения коэффициента извлечения нефти.

Технический результат - увеличение коэффициента извлечения нефти посредством ориентирования рабочих органов перфоратора в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом вторичного вскрытия продуктивных пластов, включающим транспортирование перфоратора в забой скважины, его фиксацию, перфорацию стенок обсадной колонны, расфиксацию перфоратора и его извлечение на поверхность, согласно изобретению перфоратор, транспортируемый в зону перфорации на насосно-компрессорных трубах, перед фиксацией ориентируют путем поворота колонны насосно-компрессорных труб таким образом, чтобы на начальной стадии пластовой нефтедобычи рабочие органы перфоратора находились в вертикальной плоскости в направлении к кровле продуктивного пласта, затем, по мере выработки малоподвижных углеводородов в прикровельной зоне продуктивного пласта, осуществляют блокирование перфорированных зон в забойной части обсадной колонны с помощью неизвлекаемого пакера, транспортируют перфоратор в забойную область, сопряженную с запакерованным участком, ориентируют перфоратор путем поворота колонны насосно-компрессорных труб таким образом, чтобы на последующей стадии пластовой нефтедобычи рабочие органы перфоратора находились в горизонтальной плоскости продуктивного пласта, обеспечивая расположение перфорированных каналов в области, характеризуемой наличием более подвижных углеводородов, причем при выполнении операций ориентирования рабочих органов перфоратора осуществляют контроль угла положения рабочих органов перфоратора в плоскости, перпендикулярной продольной оси скважины.

Кроме того, согласно изобретению контроль угла положения рабочих органов перфоратора могут осуществлять с помощью двухосевых датчиков, обеспечивающих измерение проекций силы тяжести на оси чувствительности, ориентированных ортогонально друг другу и расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса перфоратора.

В предложенном способе вторичного вскрытия продуктивных пластов на начальной стадии пластовой нефтедобычи за счет возможности ориентирования рабочих органов перфоратора осуществляется выработка малоподвижных углеводородов в прикровельной зоне, характеризующейся более вязкими нефтями. Перфорирование каналов в области, характеризуемой наличием более подвижных углеводородов, осуществляется только после выработки малоподвижных углеводородов в прикровельной зоне продуктивного пласта, тем самым исключается снижение продуктивности скважины за счет оставшихся углеводородов в прикровельной части пласта, что в конечном итоге приводит к увеличиению коэффициента извлечения нефти.

Пример конкретной реализации способа.

Способ может быть реализован следующим образом.

Перфоратор на насосно-компрессорных трубах спускают в забой обсадной скважины глубиной не более 5 км. Максимальная температура в скважине - не более 125°С. Ориентацию и позиционирование рабочих органов перфоратора на начальной стадии пластовой нефтедобычи осуществляют в вертикальной плоскости в направлении к кровле продуктивного пласта с помощью поворотов колонны насосно-компрессорных труб с устья скважины.

По окончании перфорации в прикровельной зоне продуктивного пласта осуществляют выработку малоподвижных углеводородов в перфорированной зоне, таким образом, исключается возможность снижения продуктивности скважины за счет оставшихся углеводородов в прикровельной части пласта и повышается коэффициент извлечения нефти. Далее осуществляют блокирование перфорированных зон в забойной части обсадной колонны с помощью неизвлекаемого пакера. Затем перфоратор транспортируют в забойную область, сопряженную с запакерованным участком, после чего ориентируют перфоратор путем поворота колонны насосно-компрессорных труб с устья скважины таким образом, чтобы на последующей стадии пластовой нефтедобычи рабочие органы перфоратора находились в горизонтальной плоскости продуктивного пласта. Ориентирование рабочих органов перфоратора в горизонтальной плоскости продуктивного пласта обеспечивает расположение перфорированных каналов в области, характеризуемой наличием более подвижных углеводородов. По окончании перфорации перфоратор извлекают из скважины и производят выработку более подвижных углеводородов.

При реализации способа вторичного вскрытия продуктивных пластов ориентирование осуществляют путем поворота колонны насосно-компрессорных труб с устья и одновременным контролем угла положения рабочих органов перфоратора с помощью двухосевых датчиков (например, акселерометров Analog Devices ADXL203), обеспечивающих измерение проекций силы тяжести на оси чувствительности, ориентированных ортогонально друг другу и расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса перфоратора.

Таким образом, предложенный способ вторичного вскрытия продуктивных пластов позволяет повысить коэффициент извлечения нефти и способствует более рациональному освоению продуктивной мощности скважинного фонда. Преимуществом заявляемого способа является его эффективность при вторичном вскрытии в сложных геолого-технических условиях, в том числе при разработке месторождений с маломощными карбонатными продуктивными пластами, месторождений с вязкими и высоковязкими нефтями.