Результат интеллектуальной деятельности: Способ интенсификации работы скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение после завершения основного цикла строительства скважины при интенсификации работы скважины, формированием трещин и расколов в продуктивном пласте.

Известен способ гидроразрыва пласта (патент RU № 2453694, МПК E21B 43/26, опубл. 20.06.2012 в Бюл. № 17), включающий закачку в пласт через скважину в трещину, созданную в подземном пласте, жидкости разрыва и жидкости разрыва с проппантом, отличающийся тем, что предварительно производят анализ технической воды, тестируют гелеобразователь на растворимость в воде и структурообразование, при удовлетворительном результате растворяют гелеобразователь в воде и вновь тестируют на структурообразование, при удовлетворительных результатах в раствор гелеобразователя в воде добавляют стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, закачивают в скважину полученный раствор и в процессе закачки в раствор вводят деструктор и сшиватель, образуя тем самым жидкость разрыва, закачкой заменяют объем скважины на жидкость разрыва, останавливают закачку и производят запись спада давления, возобновляют закачку жидкости разрыва с рабочим расходом на гидравлический разрыв, закачивают «подушку» жидкости разрыва в объеме от 3 до 6 м³, затем выполняют закачку пробной пачки жидкости разрыва с проппантом массой до 1 т с концентрацией от 30 до 200 кг/м³, доводят ее до интервала перфорации, отмечают начальное устьевое давление и затем регистрируют характер его изменения в процессе прохождения пачки через интервал перфорации и движения ее по трещине, пачку продавливают жидкостью разрыва без проппанта в объеме 1,5-1,8 м³, производят продавку жидкости разрыва в объеме, равном объему колонны насосно-компрессорных труб, подпакерной зоне до кровли в интервале перфорации и еще 2-4 м³, останавливают продавку и производят запись спада давления, производят запись и обработку интенсивности снижения устьевого давления, полученные данные обрабатывают, получают данные об эффективности работы жидкости разрыва, значении давления, градиента напряжения в пласте, времени и давлении смыкания трещины, поровом давлении в коллекторе, гидравлических потерях давления в интервале перфорации и призабойной части пласта, на основе полученных данных производят адаптацию проектных данных процесса гидроразрыва к полученных данным обработки тестовой закачки, откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и проведения уточненного варианта гидроразрыва, изменяют первоначальный план проведения основного процесса гидроразрыва путем замены первоначальных данных горно-геологических коэффициентов на полученные программой после проведения процесса тестовой закачки, проводят измененный основной процесс гидроразрыва, при проведении измененного основного процесса гидроразрыва на основе произведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической воды и приготовление геля с проведением тестирования, при удовлетворительных результатах теста процесс гидроразрыва проводят в соответствии с измененным планом, где объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации, при выявлении роста устьевого давления при закачке пробной пачки жидкости разрыва с проппантом на величину от 1 до 2,5 МПа увеличивают объем закачиваемого проппанта малой и средней фракции 20/40, 16/30 и 16/20 меш на минимальных концентрациях от 30 до 120 кг/м³ до 800-1000 кг на стадию, эффективность данного мероприятия оценивают по снижению устьевого давления по мере прохождения данной пачки проппанта через зону перфорации и при снижении давления на 1 и более МПа делают вывод, что гидравлическая связь с пластом улучшена и процесс гидроразрыва следует выполнять согласно запланированным параметрам по измененному плану, при отсутствии признаков восстановления связи с пластом концентрацию подачи проппанта в следующих стадиях снижают, ограничиваясь максимальными значениями до 350-400 кг/м³, закачку проппантно-гелевой смеси выполняют двумя порциями, в первой порции дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей полный процесс разложения геля и времени смыкания трещины не менее 12 ч, во второй порции дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей процесс полного разложения геля и времени смыкания трещины не более 4 ч, по окончании продавки проппантно-гелевой смеси насосные агрегаты останавливают и производят запись спада давления для получения информации о качестве проведения процесса гидроразрыва, об интенсивности спада давления, наличии остаточной связи с пластом, отсутствии эффекта перепродавки, после чего устье скважины закрывают, скважину оставляют для ожидания спада давления, по окончании необходимого времени для деструкции геля производят стравливание остаточного устьевого давления до атмосферного, начало стравливания избыточного давления производят по истечении 4 ч, при давлении свыше 4 МПа на устьевом манометре стравливание производят с расходом не более 30 л/мин до атмосферного, а при давлении менее 4 МПа на устьевом манометре стравливание производится полным открытием устьевой задвижки, устье скважины разгерметизируют, производят срыв пакера и подъем подземного оборудования.

Наиболее близким по технической сущности является способ гидроразрыва пласта (патент RU № 2453695, МПК E21B 43/26, опубл. 20.06.2012 в Бюл. № 17), включающий закачку в пласт через скважину в трещину, созданную в подземном пласте, жидкости разрыва и жидкости разрыва с проппантом, причем предварительно производят анализ технической воды, тестируют гелеобразователь на растворимость в воде и структурообразование, при удовлетворительном результате растворяют гелеобразователь в воде и вновь тестируют на структурообразование, при удовлетворительных результатах в раствор гелеобразователя в воде добавляют стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, закачивают в скважину полученный раствор и в процессе закачки в раствор вводят деструктор и сшиватель, образуя тем самым жидкость разрыва, заменяют объем скважины на жидкость разрыва, останавливают закачку и производят запись спада давления, возобновляют закачку жидкости разрыва с рабочим расходом на гидравлический разрыв, закачивают «подушку» жидкости разрыва в объеме от 3 до 6 м³, затем выполняют закачку пробной пачки жидкости разрыва с проппантом массой до 1 т с концентрацией от 30 до 200 кг/м³, доводят ее до интервала перфорации, отмечают начальное устьевое давление и затем регистрируют характер его изменения в процессе прохождения пачки через интервал перфорации и движения ее по трещине, пачку продавливают жидкостью разрыва без проппанта в объеме 1,5-1,8 м³, производят продавку жидкости разрыва в объеме, равном объему колонны насосно-компрессорных труб, подпакерной зоны до ровли в интервале перфорации и еще 2-4 м³, останавливают продавку и производят запись спада давления, производят запись и обработку интенсивности снижения устьевого давления, полученные данные обрабатывают, получают данные об эффективности работы жидкости разрыва, значении давления, градиента напряжения в пласте, времени и давлении смыкания трещины, поровом давлении в коллекторе, гидравлических потерях давления в интервале перфорации и призабойной части пласта, на основе полученных данных производят адаптацию проектных данных процесса гидроразрыва к полученным данным обработки тестовой закачки, откорректированные данные используют для повторного расчета трехмерной модели гидроразрыва и проведения уточненного варианта гидроразрыва, изменяют первоначальный план проведения основного процесса гидроразрыва путем замены первоначальных данных горно-геологических коэффициентов на полученные программой после проведения процесса тестовой закачки, проводят измененный основной процесс гидроразрыва, при проведении измененного основного процесса гидроразрыва на основе произведенных расчетов производят набор необходимого объема технологической воды и приготовление геля с проведением тестирования, при удовлетворительных результатах теста процесс гидроразрыва проводят в соответствии с измененным планом, где объем конечной продавки определяют как сумму объема колонны насосно-компрессорных труб и подпакерной зоны до кровли интервала перфорации, закачку проппантно-гелевой смеси выполняют двумя порциями, в первой порции устанавливают концентрацию проппанта до 300 кг/м³, дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей полный процесс разложения геля и времени смыкания трещины не менее 12 ч, во второй порции устанавливают концентрацию проппанта свыше 300 кг/м³, дозировку деструктора осуществляют согласно концентрации, обеспечивающей процесс полного разложения геля и времени смыкания трещины не более 4 ч, по окончании продавки проппантно-гелевой смеси насосные агрегаты останавливают и производят запись спада давления для получения информации о качестве проведения процесса гидроразрыва, об интенсивности спада давления, наличии остаточной связи с пластом, отсутствии эффекта перепродавки, после чего устье скважины закрывают, оборудование демонтируют и скважину оставляют для ожидания спада давления, по окончании необходимого времени для деструкции геля производят стравливание остаточного устьевого давления до атмосферного, начало стравливания избыточного давления производят по истечении 4 ч, при давлении свыше 4 МПа на устьевом манометре стравливание производят с расходом не более 30 л/мин до атмосферного, а при давлении менее 4 МПа на устьевом манометре стравливание производится полным открытием устьевой задвижки, устье скважины разгерметизируют, производят срыв пакера и подъем подземного оборудования.

Недостатками обоих способов являются сниженная эффективность гидроразрыва пласта (ГРП), связанная с тем, что применяется сухой деструктор, который с помощью насоса подачи сухих химических реагентов подается в поток нагнетаемой жидкости, при этом сухой деструктор растворяется в нагнетаемой жидкости не полностью, в трещине гидравлического разрыва остаётся неразложившейся гель, тем самым снижается проводимость трещины и приток скважинного флюида из скважины, и узкая область применения, так диапазон объемов применяемых реагентов незначительный, то эффективность использования достигается только при толщине пласта 10 – 30 м.

Технической задачей предлагаемого изобретение является создание способа интенсификации скважин, позволяющий расширить область применения для пластов с любой толщиной и увеличение эффективности ГРП за счет увеличения проводимости получаемых трещин и притока скважинного флюида, благодаря предварительному ГПР обеспечивающим формирование трещин за пределы закольматированной зоны пласта, образованную частицами горных пород, цементного раствора и продуктами окислительной реакции перфорационных зарядов, и использования жидкого деструктора, который добавляют в жидкость разрыва непосредственно перед закачкой в скважину..

Техническая задача решается способом интенсификации работы скважины, включающим вскрытие перфорацией продуктивного пласта, установку пакера над вскрытым пластом, тестовую закачку жидкости разрыва и пачки жидкости разрыва с проппантом с образованием трещин, предварительный анализ технической воды, тестирование гелеобразователя на растворимость в воде и структурообразование, добавление в раствор гелеобразователя в воде стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, образуя жидкость основного гидроразрыва пласта, которую закачивают в полученные трещины полученный раствор с вводом деструктора и сшивателя до получения трещин необходимой длины.

Новым является то, что перед тестовой закачкой с помощью гидродинамических исследований определяют закольматированную зону, образованную частицами горных пород, цементного раствора и продуктами окислительной реакции перфорационных зарядов, и по анализу растворимости керна определяют состав кислотного состава для проведения гидравлического разрыва пласта, определяют время закрытия трещины, эффективность жидкости разрыва, градиент разрыва, проводят тестовую закачку фракцией проппанта 20/40 меш с объемом проппанта не менее 1,5 т с длиной формирования трещин, на 25% превышающей зону повышенного гидравлического сопротивления – закольматированную зону, рассчитывают реологические параметры сшитой системы линейного геля и воды, проводят тестирование жидкости разрыва на полное разрушение геля, при предварительных исследованиях проводят также тестирование физико-химических свойств воды для приготовления жидкости разрыва при которой минерализации воды не должны превышать 320 млг/л, определяют объем и состав жидкости основного гидроразрыва пласта, обеспечивающей эффективность гидроразрыва пласта с толщинами 0,8 м и более, производят корректировку объема и давления закачки при основном гидроразрыве пласта, исходя из фактически полученных результатов при тестовой закачке, проводят закачку жидкости основного гидроразрыва пласта с добавлением жидкого деструктора непосредственно в поток с концентрацией не менее 1,2 л/м³, с конечной концентрацией проппанта не менее 600 кг/м³ и не более 1200 кг/м³.

Новым является также то, что вода для приготовления жидкости разрыва нагревают до температуры 27°С.

Новым является также то, что для карбонатных коллекторов основной гидроразрыв пласта производят фракцией пропанта 12/18 меш.

Новым является также то, что для терригенных коллекторов или карбонатных коллекторов с глинистыми пропластками основной гидроразрыв пласта производят последовательной закачкой в равных долях со средними и крупными фракциями пропанта 16/20 меш и 12/18 меш.

Способ реализуется следующим образом.

Производят вскрытие перфорацией продуктивного пласта и установку проходного пакера над вскрытым пластом. С помощью гидродинамических исследований определяют закольматированную зону, образованную частицами горных пород, цементного раствора и продуктами окислительной реакции перфорационных зарядов, и по анализу растворимости керна определяют состав кислотного состава для проведения гидравлического разрыва пласта, определяют время закрытия трещины, эффективность жидкости разрыва, градиент разрыва. Для тестового гидроразрыва пласта (ГРП) проводят тестовую закачку фракцией проппанта 20/40 меш с объемом проппанта не менее 1,5 т с длиной формирования трещин на 25% превышающей зону повышенного гидравлического сопротивления – закольматированную зону. Это гарантировано обеспечивает полное вскрытие закольматированной зоны и значительно повышает эффективность основного ГРП, так как исключаются при резком росте давления перекосы в формировании трещин основного ГРП в сторону наименьшего сопротивления. Производят предварительный анализ технической воды, тестирование гелеобразователя на растворимость в воде и структурообразование, добавление в раствор гелеобразователя в воде стабилизатор глин, деэмульгатор и регулятор деструкции, образуя жидкость основного ГРП. Рассчитывают реологические параметры сшитой системы линейного геля и воды, проводят тестирование жидкости разрыва на полное разрушение геля, при предварительных исследованиях проводят также тестирование физико-химических свойств воды для приготовления жидкости ГРП при которой минерализации воды не должны превышать 320 млг/л, определяют объем и состав жидкости основного гидроразрыва пласта, обеспечивающей эффективность гидроразрыва пласта с толщинами 0,8 м и более. Производят корректировку объема и давления закачки при основном ГРП, исходя из фактически полученных результатов при тестовой закачке. Проводят закачку в полученные при тестовом ГРП трещины жидкости основного ГРП с добавлением жидкого деструктора непосредственно в поток с концентрацией не менее 1,2 л/м³, с конечной концентрацией проппанта не менее 600 кг/м³ и не более 1200 кг/м³. При этом исключаются сохранения в трещинах неразложившегося геля деструктора. Для ускорения процесса приготовления жидкости разрыва воду могут нагревать до температуры 27ºС. Для карбонатных коллекторов основной ГРП предпочтительней производить фракцией пропанта 12/18 меш. Для терригенных коллекторов или карбонатных коллекторов с глинистыми пропластками основной ГРП предпочтительней производить последовательной закачкой в равных долях со средними и крупными фракциями пропанта 16/20 меш и 12/18 меш.

Предлагаемый способ интенсификации скважин позволяет расширить область применения для пластов с любой толщиной и увеличить эффективность ГРП за счет увеличения проводимости получаемых трещин и притока скважинного флюида, благодаря предварительному ГПР обеспечивающим формирование трещин за пределы закольматированной зоны пласта, образованную частицами горных пород, цементного раствора и продуктами окислительной реакции перфорационных зарядов, и использования жидкого деструктора, который добавляют в жидкость разрыва непосредственно перед закачкой в скважину.