Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам обработки призабойной зоны скважины и подготовки ее к ремонтным работам.

Известен способ технологической обработки ствола скважины, преимущественно пологой и горизонтальной, для удаления кольматирующих образований из призабойной зоны пласта (патент RU №2467163, МПК Е21В 43/27, Е21В 37/06, С09К 8/52, опубл. 20.11.2012), включающий введение перекисного соединения в буровой раствор, используемый для вскрытия и промывки продуктивного пласта и содержащий полисахариды и кольматант, с последующим замещением указанного бурового раствора на кислотный технологический состав, включающий указанное перекисное соединение, кислоту и воду, выдержку его на реакции с последующим удалением из пласта продуктов реакции, причем в качестве перекисного соединения используют пероксогидрат мочевины, или пероксоборат натрия, или перкарбонат натрия, введение указанного перекисного соединения в концентрации 0,5-1,0 мас. % в буровой раствор производят при его циркуляции после последнего подъема бурового инструмента из скважины и спуска насосно-компрессорных труб с выдержкой указанного состава на реакции не менее четырех часов.

Известен способ обработки нефтяного пласта (патент RU №2534284, МПК Е21B 43/27, Е21B 43/22, Е21B 43/27, опубл. 27.11.2014), включающий спуск колонны труб с пакером в скважину, посадку пакера выше нефтяного пласта и последовательную закачку и продавку по колонне труб в нефтяной пласт углеводородного растворителя и кислотного реагента в объемах, обеспечивающих превышение фильтрационных сопротивлений в удаленной от скважины зоне пласта над таковыми в ее призабойной зоне, проведение технологической выдержки и удаление отработанных продуктов реакции из обрабатываемой зоны путем депрессионного воздействия на скважину, причем на устье скважины колонну труб ниже пакера оснащают импульсным пульсатором жидкости, при этом между пакером и пульсатором жидкости устанавливают клапан, а выше пакера устанавливают эжекторный насос с проходной насадкой, спускают колонну труб в скважину так, чтобы пакер размещался выше пласта, в колонну труб в импульсном режиме закачивают углеводородный растворитель, сажают пакер, продавливают в пласт углеводородный растворитель технологической жидкостью под давлением, не превышающим допустимое давление на пласт, срывают пакер и оставляют скважину на технологическую выдержку, далее промывают скважину и в колонну труб закачивают кислотный раствор, сажают пакер, продавливают в пласт кислотный раствор технологической жидкостью под давлением, не превышающим допустимое давление на пласт, срывают пакер и оставляют скважину на технологическую выдержку, по окончании технологической выдержки приводят в действие клапан и отсекают импульсный пульсатор жидкости, затем срывают пакер, доспускают колонну труб так, чтобы радиальные отверстия клапана находились напротив пласта, извлекают из эжекторного насоса проходную насадку и устанавливают в нее глухую насадку, после чего сажают пакер и закачкой технологической жидкости по колонне труб через эжекторный насос производят извлечение продуктов реакции и освоение скважины по межколонному пространству выше пакера.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины (патент RU №2467164, МПК Е21B 43/27, С09К 8/74, опубл. 20.11.2012), ближайший по технической сущности к заявляемому способу и принятый за прототип, включающий закачку, продавку в зону продуктивного пласта кислотного реагента, содержащего галоидоводородную кислоту, поверхностно-активное вещество, растворитель, технологическую выдержку и извлечение продуктов путем депрессионного воздействия, причем кислотный реагент дополнительно содержит комплексообразователь, уксусную, или лимонную, или борную, или муравьиную, или хлоруксусную, или алкилбензосульфокислоту.

Однако известные способы обладают высокой трудоемкостью, повышенными трудо- и энергозатратами, не позволяют оптимизировать различного рода затраты, связанные с подготовкой скважины к проведению данных работ. В известных способах также отсутствуют подготовительно-заключительные работы, от которых напрямую зависит целесообразность проведения работ по повышению нефтеотдачи пластов (ПНП).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является минимизация затрат на капитальный ремонт скважин (КРС) при подготовке и проведении комплекса работ по большеобъемной обработке призабойной зоны (БОПЗ).

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности кислотной обработки призабойной зоны (ОПЗ) скважины в добывающих и нагнетательных скважинах и повышении нефтеотдачи пластов при одновременном снижении трудовых и энергозатрат на капитальный ремонт скважин (КРС).

Изобретение может быть использовано для увеличения продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин, при подготовке к проведению ремонтных работ в скважине.

Технический результат достигается тем, что способ технологической обработки скважины содержит этапы, на которых:

- производят глушение скважины;

- проводят поинтервальную большеобъемную обработку призабойной зоны (БОПЗ) каждого пропластка, для этого:

изолируют каждый пропласток по отдельности с помощью двух пакеров,

закачивают технологическую жидкость с кислотосодержащим реагентом,

проводят стимуляцию скважины и выдерживают время ожидания реагирования кислоты (ОРК) в течение 6-8 часов;

- после проведения БОПЗ откачивают продукты реакции из пласта, которые образовались в результате вступления кислоты в реакцию с породой, путем свабирования;

- проводят отбор проб на устье скважины и определяют по ним pH продукции скважины, и если это значение попадает в диапазон от 4 до 10, делают вывод об отсутствии обводненности пласта.

Продукты реакции из пласта откачивают объемом не менее одного объема скважины и полутора объемов закачанной технологической жидкости.

При непопадании упомянутого значения pH в диапазон от 4 до 10 применяют нейтрализаторы кислотности до попадания pH в указанный диапазон.

Откачанные продукты реакции из пласта нейтрализуют щелочным реагентом до значения рН=4 и выше.

Предварительно проводят отбор и районирование обрабатываемых скважин.

Отбор и районирование обрабатываемых скважин проводят по местоположению скважин, их кучности, дальности расположения скважин друг относительно друга, по особенности дорог до скважин.

Глушение скважины при наличии низких пластовых давлений, в продукции которой содержится сероводород, проводят путем закачки нейтрализатора сернистого водорода.

Пакеры спускают на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и устанавливают между пропластками.

Пакеры содержат резиновые элементы, позволяющие герметично изолировать один пласт от другого.

Используют в компоновке с пакерами скребок и шаблон, спускаемые совместно.

До проведения БОПЗ поднимают глубинно-насосное оборудование (ГНО) и спускают технологическое оборудование на НКТ, а после проведения БОПЗ и свабирования скважины производят подъем НКТ и спуск ГНО.

Поинтервальную БОПЗ одного или нескольких интервалов проводят за одну спуско-подъемную операцию.

При первом спуске оборудования на НКТ производят опрессовку колонн НКТ на полуторакратное ожидаемое рабочее давление.

Давление опрессовки, ожидаемое от рабочего, допустимого по пласту, определяется допустимым давлением на эксплуатационную колонну или допустимым давлением на продуктивный пласт и составляет не ниже 15 МПа.

Стимуляцию скважины при закачке в пласт кислотосодержащего реагента проводят со средним удельным расходом 3-5 м³ на метр вскрытой мощности для условно вертикальных скважин и 0,2-0,5 м³ для условно горизонтальных скважин.

В состав технологической жидкости входит продавочная жидкость.

pH и обводненность продукции определяют независимо от полной откачки расчетного объема технологической жидкости.

При отборе необходимого объема технологической жидкости вне зависимости от результатов pH строят кривую восстановления уровня (КВУ) и производят ее исследование перед продолжением освоения скважины.

Откачанную технологическую жидкость транспортируют на установку по нейтрализации кислотосодержащих отходов либо нейтрализованную жидкость из желобной емкости откачивают в трубопровод системы нефтесбора.

Дополнительно исследуют скважину на приток, для чего после проведения БОПЗ на основании изменяющегося уровня в скважине строят кривую восстановления уровня (КВУ), а на основании изменяющегося забойного давления строят кривую восстановления давления (КВД).

Для построения КВД снимают показания давления в скважине раз в сутки или более.

Исследование скважины на приток выполняют до восстановления пластового давления с количеством экспериментальных точек не менее 20-30.

На основании КВУ рассчитывают фильтрационные свойства продуктивного пласта и призабойной зоны скважины.

Сущность заявленного способа состоит в следующем.

Производят подбор скважин для проведения подземного ремонта с целью повышения нефтеотдачи пластов, при этом работы по подготовке скважин к проведению БОПЗ планируют с учетом комплекса мер, которые направлены на минимизацию затрат на КРС.

Сущность способа состоит в обеспечении комплексного подхода при обработке скважины с целью получения минимальных затрат при выполнении подготовительно-заключительных работ к БОПЗ силами бригад КРС.

Изобретение включает комплекс следующих работ: 1) планирование работ, 2) подготовка к работам, 3) выполнение работ, 4) заключительные работы.

1) Планирование работ

Предварительно формируют список скважин для подземного ремонта и составляют план-график на 7-10 дней. При этом учитывают следующие факторы: дебит скважины по нефти, расстояние между скважинами, наличие подъездных путей к скважине, объем необходимых работ при подземном ремонте, наличие необходимого оборудования.

Отбор и районирование ремонтируемых (обрабатываемых) скважин проводят по местоположению скважин, их кучности, дальности расположения, по особенности дорог до скважин.

2) Подготовка к работам

Глушат каждую скважину.

Решение о глушении скважины принимают при следующих условиях: а) скважины с пластовым давлением выше гидростатического; б) скважины с пластовым давлением ниже гидростатического, но в которых сохраняются условия фонтанирования или нефтегазоводопроявления (НГВП).

Глушение скважины при наличии низких пластовых давлений, в продукции которой содержится сероводород, проводят путем закачки нейтрализатора сернистого водорода.

3) Выполнение работ

1. Применяют двухпакерные компоновки, т.е. спускают в скважину специальное технологическое оборудование на НКТ, состоящее из двух пакеров, для поинтервального проведения ОПЗ одного или нескольких интервалов открытых участков-пластов.

Таким образом, исключаются лишние операции, связанные с подъемом и обратным спуском технологического оборудования.

Открытые участки, из которых идет поступление жидкости из пласта, имеют различные геологические характеристики за одну спуско-подъемную операцию (СПО).

Используют в компоновке с пакером скребок и шаблон для того, чтобы убедиться, что пакер пройдет в эксплуатационной колонне и установится на нужном месте.

Использование в компоновке с технологическим пакером скребка и шаблона, которые спускают вместе (в одной компоновке), позволяет исключить одну спуско-подъемную операцию (СПО), тем самым уменьшить продолжительность ремонта скважин.

Общие требования перед спуском пакера:

- прошаблонировать эксплуатационную колонну шаблоном длиной не менее длины пакера и диаметром на 2 мм больше диаметра спускаемого пакера;

- в отдельных случаях при непрохождении шаблона соответствующего размера из-за наличия асфальтопарафиновых отложений (АСПО) на стенках колонны диаметр шаблона, спускаемого на трубах, может быть уменьшен до диаметра пакера по металлической части;

- проработать интервал посадки пакера (не менее 10 м выше и ниже) гидравлическим скребком или механическим скрепером.

2. Проведение БОПЗ поинтервально по каждому пропластку с возможностью их изолирования по отдельности и выдерживание времени ожидания реагирования кислоты (ОРК) в течение 6-8 часов в зависимости от применяемого кислотного состава.

При использовании БОПЗ вместо ОПЗ используется больший объем кислотного состава, т.е. повышается эффективность воздействия его на обрабатываемый пласт.

В кислотном составе может использоваться соляная кислота. Соляно-кислотная обработка скважины направлена на повышение темпов отбора нефти из карбонатных коллекторов. Эффективность соляно-кислотной обработки зависит от глубины проникновения кислоты в пласт, полноты растворения в кислоте зерен коллектора, охвата пласта воздействием кислотного раствора, обводненности скважин и других факторов. Периодически повторяющиеся кислотные обработки еще больше увеличивают анизотропию проницаемости в слоистых залежах. Результатом периодических кислотных воздействий на многослойные залежи может быть кратковременное увеличение текущей добычи при общем существенном уменьшении конечного коэффициента нефтеизвлечения в зоне дренирования скважин.

Основные технологические принципы кислотной закачки:

- стимуляцию скважины при закачке в пласт кислотных составов проводят со средним удельным расходом 3-5 м³ на метр вскрытой мощности (перфорации) для условно вертикальных скважин и 0,2-0,5 м³ для условно горизонтальных скважин;

- темп закачки кислотных композиций (КК) в пласт - 5-10 дм³/с (л/с) и более;

- обязательное отклонение ЮС в нефтенасыщенные интервалы (селективность);

- чередование закачки пачек «кислота-растворитель»;

- применение сочетаний КК с различной кинетикой реакций (глубинность обработки).

Для проведения кислотной обработки скважины применяют кислотные композиции, содержащие комплекс присадок (спирты-смачиватели, ПАВ, замедлители, деэмульгаторы, нейтрализаторы железа и другие ингредиенты), обеспечивающие совместимость кислотных композиций с нефтями, водами и образцами кернов соответствующих горизонтов.

Присадки обеспечивают хорошее смачивание и совместимость с породой коллектора, исключают образование кольматантов, гудронов, тяжелых смол, эффективно разрушают кислотно-водо-нефтяные эмульсионные образования.

О достижении повышения нефтеотдачи пласта судят следующим образом.

Качественная величина эффекта (положительный или отрицательный) определяется путем сравнения фактических и прогнозных (базовых) величин среднесуточных дебитов и обводненности продукции добывающих скважин в период проведения способа.

Количественная величина эффекта определяется разницей между фактическими и прогнозными значениями среднесуточных дебитов добывающих скважин или по кривым падения (восстановления) дебита. Подсчет эффективности от применения технологии производится на основании электронных баз данных по закачке, добыче и условным координатам скважин.

Технические средства, применяемые при выполнении способа, включают:

- не менее двух насосных агрегатов, имеющих производительность не менее 2,5 дм³/с (2,5 л/с), с диаметром плунжеров не менее 115 мм;

- устьевой электронный манометр для фиксации давления на устье либо автономный регистрирующий манометр в компоновке низа НКТ, размещаемый в зоне перфорации для определения забойного давления в процессе стимуляции;

- расходомер, установленный на нагнетательную линию насосного агрегата

Средства измерения (манометр и расходомер) должны иметь возможность записи, хранения, расшифровки данных о давлении и расходе закачиваемых жидкостей в процессе закачки.

3. Проводят свабирование скважины (после БОПЗ) за один подход (от начала до окончания работ, без перерывов и прерывания).

Отсвабированную жидкость вывозят со скважины на слив в нефтешламовую установку. Откачанная в емкость жидкость транспортируется на установку по нейтрализации кислотосодержащих отходов.

Объем откачанной технологической жидкости после БОПЗ должен составлять не менее 1 объема скважины и 1,5 объема закачанных рабочих технологических жидкостей (кислотосодержащий реагент, продавочная жидкость).

После этого на устье скважины отбирается проба и лабораторно определяется величина pH продукции скважины.

4. При этом pH и обводненность продукции определяют, не дожидаясь полной откачки расчетного объема технологической жидкости, т.к. все параметры откачиваемой жидкости могут быть уже в норме (pH, обводненность и т.д.).

Обводненность продукции определяют лабораторно, для того чтобы убедиться, что пласт после БОПЗ не заводнился.

При величине pH продукции скважины 4 и выше после откачки жидкости никаких антикоррозионных мероприятий не проводится. Только при значении pH выше 4 при или после откачки жидкости процесс очистки перфорационных отверстий в скважине можно завершить.

Существенное влияние на кислотность продукции скважин оказывает ОПЗ добывающих скважин кислотосодержащими реагентами, т.к. при нейтрализации пород соляной кислотой выделяется большое количество углекислого газа, который растворяется в пластовой жидкости и при освоении скважины выводится из скважины с пластовой жидкостью. Поэтому величина pH продукции скважины может доходить до 4, но не ниже, т.к. угольная кислота и сероводород являются слабыми кислотами. При удалении этих растворенных газов из скважинной жидкости среда становится практически нейтральной. В интервале величины pH от 4 до 10 скорость коррозии железа практически не зависит от концентрации водородных ионов, поэтому величина pH пластовой жидкости добывающих скважин в этом интервале является оптимальной и не наблюдается существенное увеличение скорости коррозии металла (в частности, трубопроводов системы нефтесбора). При величине pH менее 4 происходит резкое возрастание скорости коррозии, поэтому необходимо разрабатывать мероприятия по снижению негативных последствий повышенной кислотности продукции скважины. Мониторинг pH продукции скважин для выявления продукции с повышенной кислотностью осуществляется лабораторно.

В зависимости от скорости восстановления pH процесс свабирования может увеличиваться в среднем в 1,5-2 раза.

5. После отбора жидкости, вне зависимости от результатов pH, проводится исследование КВУ (КВД).

На основании результатов исследования скважины на приток строят кривую восстановления уровня (КВУ) и кривую восстановления давления (КВД).

КВУ строят на основании изменяющегося уровня в скважине, а КВД - на основании изменяющегося забойного давления.

Показания давления снимают раз в сутки или более. Для этого спускают геофизический прибор на проволоке, потом его поднимают и данные направляют на ПК для дальнейшего построения графика.

Исследование скважины на приток выполняют до восстановления пластового давления с количеством экспериментальных точек не менее 20-30. Чем больше количество замеров, тем качественнее получаемая информация, на основании которой рассчитывают фильтрационные свойства продуктивного пласта и призабойной зоны скважины для получения информации по добывным возможностям пласта (скважины).

Пластовым давлением считают повтор двух значений забойного давления с отличием не более чем на 5%: для низко- и среднедебитных скважин в течение 2 суток, для высокодебитных (более 50 м³/сут) - в течение 3-4 часов.

С целью повышения достоверности и информативности исследование проводят так, чтобы забойное и пластовое давления исследовались последовательно друг за другом (аналогично проведению КВУ), что позволит:

- повысить качество исследований;

- дополнительно оценить коэффициент продуктивности;

- уточнить расчетные значения дебитов скважин.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять контроль за изменением фильтрационных и энергетических свойств пласта; оценивать качество вскрытия продуктивных пластов, эффективность применения методов увеличения нефтеотдачи и стимуляции призабойной зоны скважин; уточнять геологическую модель объекта. С его помощью производится информационное обеспечение геолого-гидродинамических моделей разработки. Проводят интерпретацию КВУ (КВД).

Исследование скважины на приток позволяет определить добывные возможности пласта, по которым устанавливают дебит скважины и сколько она может отдавать максимум при определенных условиях эксплуатации, по ожидаемому дебиту затем подбирают необходимое глубинно-насосное оборудование (ГНО), которое подбирают по добывным возможностям, например, если скважина может отдавать 30 м³ в сутки жидкости, то оборудование подбирают таким образом, чтобы можно было отбирать все 30 м³ за сутки, при условии, чтобы этот режим был оптимальным и не оказался отрицательным (негативным) для фильтрационных и энергетических свойств пласта.

Подбор ГНО производят в соответствии с добывными возможностями скважины: по дебиту скважин производят подбор необходимого ГНО, например, скважина при уровне 600 м отдает 15 м³/сут жидкости, тогда спускают насос, позволяющий при данном уровне производить отбор жидкости в объеме 15 м³/сут.

В скважинах с повышенной кислотностью (по отбираемой жидкости) процесс свабирования может увеличиться в несколько раз относительного планового объема.

Свабирование ведут после БОПЗ, чтобы извлечь из скважины из пласта продукты реакции, очистить пласт.

Проводят свабирование скважины за один подход (от начала до окончания работ, без перерывов и прерывания).

Отсвабированную жидкость вывозят со скважины на слив в нефтешламовую установку.

При первом спуске технологического оборудования на НКТ производят опрессовку колонн НКТ на полуторакратное ожидаемое рабочее давление

Давление опрессовки, ожидаемое от рабочего, допустимого по пласту (его характеристикам) в зависимости от цели ремонта, определяется допустимым давлением на эксплуатационную колонну или допустимым давлением на продуктивный пласт, но не ниже 15 МПа (по опыту проведения ремонтных работ с технологическим оборудованием на скважинах ОАО «Татнефть»).

В процессе ремонта скважины может быть произведена повторная опрессовка колонн насосно-компрессорных труб (НКТ), т.к. в случаях проведения работ с технологическими НКТ возникает риск износа резьбовых соединений.