1 стр. из 1

Теория и практика эксплуатации нефтяных скважин свидетельствуют о неуклонном ухудшении в процессе разработки месторождения показателей добычи: (дебита, коэффициента продуктивности, обводненности) и фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) (проницаемости, пористости и др.). Из множества факторов природного и техногенного характера, которые ведут к снижению продуктивности скважин, следует выделить два основных фактора: кольматацию ПЗП и пластические, необратимые деформации пород продуктивных пластов.

За непродолжительный эксплуатационный период продуктивность скважин может существенно снизиться вплоть до остановки скважины.

Для борьбы со снижением производительности скважин можно говорить о двух не взаимоисключающих, а дополняющих друг друга подходах:
 -  Предупреждение ухудшения фильтрационных характеристик призабойной зоны скважины при бурении, цементаже, эксплуатации и ремонтах.
 -  Улучшение гидродинамических характеристик с целью повышения производительности скважины.

При реализации первого из этих подходов применяется комплекс мероприятий, способов и средств, как правило, снижающих давление на пласт при бурении и креплении скважин, выбор оптимальных режимов эксплуатации, не допускающих появление пластических деформаций. С этой же целью используют технологические жидкости и композиционные составы, совместимые с породой пласта и флюидами.

Второй подход реализуется применением различных способов обработки призабойной зоны скважин. Эти подходы развиваются самостоятельно, но наибольший эффект по предупреждению снижения продуктивности достигается при совместном комплексном решении проблемы. Вместе с тем способы воздействия на призабойную зону не только предупреждают или устраняют негативные последствия, но и в большей мере обеспечивают повышение естественных фильтрационных характеристик пластов. В то же время, как правило, эти процессы многокомпонентные, а их результативность определяется суммой факторов, зависящих от свойств объекта воздействия (пласт и скважина), достоверности диагноза и соответствия запроектированного метода к особенностям объекта. Поэтому выбор метода воздействия и технологии его осуществления должен базироваться на тщательном и многофакторном изу­чении причинно-следственных связей между объектом воздействия — конкретной скважиной и ее геолого-технической характеристикой и предметом воздействия — методом с его механизмом, технологией и регламентами применения.

К числу одних из эффективных методов надежного безаварийного вскрытия призабойной зоны следует отнести разработанную нашей компанией технологию повышения эффективности работ добывающих и нагнетательных скважин с помощью устройства гидропескоструйной щелевой винтовой перфорации (ГПЩВП).

Представляемая технология преследует цель сохранить или восстановить естественную проницаемость продуктивных пород при их вскрытии и первоначальном возбуждении притоков или интенсифицировать притоки при длительной разработке пласта.

Гидропескоструйное щелевое винтовое вскрытие продуктивных пластов основано на местном эрозионном разрушении обсадной колонны, цементного кольца и пород в условиях использования кинетической энергии и абразивности струи жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок перфоратора и направленной в стенку скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует канал или щель в обсадной колонне, цементе и породе по размерам, значительно превосходящим размеры каналов, получаемых другими видами перфорации. Кроме того, в процессе истечения абразивной струи из насадок гидропескоструйного щелевого винтового перфоратора образуются конусообразные каналы-щели с высокой проницаемостью, вокруг которых не возникает уплотнения породы и не происходит деформации цементного камня и колонны. По существу, в результате ГПЩВП можно говорить о появлении каверн техногенного происхождения.

ГПЩВП продуктивных пластов позволяет по сравнению со всеми другими средствами глубже вскрывать пласт, увеличивая тем самым эффективный радиус дренажа скважины и обнажая значительную поверхность фильтрации.

Особое расположение форсунок обеспечивает более глубокое проникновение в пласт и позволяет вскрывать до трех и более интервалов за одну спуско-подъемную операцию и производить две, четыре, шесть и более винтовых щелей в одном интервале, в зависимости от рабочего ресурса насосных агрегатов. Вскрытие производится с сохранением целостности цементного кольца вокруг щели и без искривления эксплуатационной колонны. Получаемые винтовые щели имеют длину до 40 см и глубину от 1,5 до 3 м. Образуемые ГПЩВП каналы в породе по размерам во много раз превосходят таковые при применении других методов вскрытия пластов.

Создание данного устройства потребовало экспериментального решения ряда задач, таких как: определение оптимальной скорости движения перфорирующей части устройства, контролируемой гидравлическим двигателем; выбор фракционного состава песчано-жидкостной смеси; разработок состава гидравлической жидкости с заданными параметрами вязкости в широком диапазоне температур и др.

Устройство ГПЩВП прошло наземные испытания на имитаторе скважины. Имитатор состоял из трубы диаметром 146 мм, с толщиной стенки 5 мм, длиной 6 м, установленной и зацементированной в центр блока. Блок имел форму параллелепипеда и был изготовлен из бетона, по прочностным характеристикам превышающим прочность пород. Результаты испытаний: 1) на трубе — наличие двух щелевых отверстий, расположенных в диаметрально противоположных направлениях; 2) в бетоне — бетонный блок вскрыт на глубину до метра.

Также устройства ГПЩВП тестировали в реальных скважинах. После вскрытия пласта в скважине проводили сейсмоакустические исследования. Проведенные испытания в обоих случаях подтвердили работоспособность устройства, размеры полученных щелевых перфорационных отверстий были не меньше расчетных.

За последние шесть лет с помощью данной технологии было проведено более 200 скважиноопераций на нагнетательных и добывающих скважинах месторождений России и Китая.

Приведем примеры применения устройств:
Пример 1. Терригенные отложения девона Ромашкинского месторождения. Цель работ — восстановление гидродинамической связи между скважиной и пластом в нагнетательных скважинах. Операции вскрытия проводились на глубинах 1600–2000 м. Надо отметить, что все скважины, переданные для вскрытия в них призабойной зоны, относились к числу т.н. «мертвых», т.е. скважин, где ни один из имевшихся в распоряжении заказчика методов (неоднократное ПК-103, ПС-112, ОПЗ пласта, закачка различных растворителей и др.) не давал желаемых результатов. Скважины не принимали при давлениях 150 атм., и даже при 189 атм. (скв. 18678 Восточно-Лениногорской площади). После винтовой пескоструйной щелевой перфорации отмечается существенное улучшение приемистости по существу во всех скважинах. Появилась устойчивая приемистость не только при давлениях 150 атм., но и при гораздо меньших давлениях 100–125 атм.

Был достигнут успех и при переводе скважин из эксплуатационных в нагнетательные. Так, скважина № 28783 (пласт В, Б3, А) перед вскрытием не принимала при давлении 150 атм., после ГПЩВП стала принимать 315 м/сутки при Р = 115 атм.; скважина 29480 (пласт А1) перед вскрытием принимала незначительные объемы жидкости при давлении 150 атм., после ГПЩВП вскрытия стала принимать 290 м/сутки при Р = 110 атм.

Пример 2. Карбонатные отложения. Работы проводились на Степноозерском месторождении. Основная цель была — добиться увеличения дебитов нефти в добывающих скважинах (скв. 602, 649, 636 и 654). Операции вскрытия проводились на глубинах 900–1100 м. Как видно на рис., во всех скважинах дебиты увеличились как минимум в два раза.

Пример 3. Терригенные отложения. Группа нефтяных месторождений Шен Ли (Китай). На предоставленных скважинах ранее проводились работы по вызову притока (перестрел пласта, обработки различными реагентами), дававшие незначительный кратковременный эффект. Операции вскрытия по методике ГПЩВП проводились на глубинах 1900–3400 м с последующей промывкой вскрытых пластов. В результате дебит нефти увеличился в два и более раз. Особо отметим скважину Bin 142-1, где производилось первичное вскрытие пласта № 17. После вскрытия дебит безводной нефти увеличился с 1 т/сут. до 14 т/сут. против ожидаемых 5 т/сут. По данным китайской стороны, применяемый на месторождении Шен Ли метод гидроразрыва пласта на аналогичных скважинах дает, в среднем, пятикратное увеличение дебитов нефти с продолжительностью эффекта около четырех месяцев.

Получаемый эффект объясняется и с позиций современных представлений теоретической геомеханики. Действительно, создаваемые с помощью ГПЩВП (в этом его серьезная отличительная особенность) серии винтовых щелей преобразуют кольцевые сжимающие напряжения в призабойной зоне скважины в растягивающие стенку скважины напряжения. За счет этого происходит разгрузка призабойной зоны, и коллекторские свойства существенно улучшаются; в случаях, когда имеют место необратимые деформации, пористость и проницаемость пласта в призабойной зоне скважины реанимируются, и, как следствие, у нагнетательных скважин происходит увеличение приемистости, а у добывающих — увеличение дебитов.

Обобщая опыт работ, можно констатировать:
 -  Эффективность применения данной технологии как при реанимации старых и бездействующих скважин, так и при вскрытии новых скважин.
 -  Увеличение дебитов добывающих скважин от 1,5 до 14 раз и приемистости нагнетательных скважин — от 20 до 300 раз.
 -  Устойчивость и долговременность получаемого результата (на нагнетательных скважинах эффект наблюдался до пяти лет) при коэффициенте успешности проведения работ 95%.
 
Гидропескоструйный щелевой винтовой способ вскрытия продуктивных пластов отличается от известных способов вскрытия пласта следующими важными преимуществами:
 -  процесс образования винтовой щели прогнозируем и управляем;
 -  возможность обработки пластов любой мощности (от 1 м) и работа с любыми видами скважин;
 -  размеры образуемых каналов в породе пласта (1,5–3 м) значительно превосходят размеры каналов, получаемых другими методами перфорации;
 -  вскрытие глубоко залегающих продуктивных пластов (свыше 3000 м) с высокими пластовыми температурами (выше 150 °С);
 -  вскрытие с помощью устройства ГПЩВП дешевле процесса ГРП и окупается в кратчайшие сроки, цементный камень не растрескивается, а в обсадной колонне не образуются трещины, возникающие при других способах вскрытия. Важным является то, что при применении ГПЩВП не происходит необратимого изменения текстуры и структуры пород.
 
Нашим коллективом был обобщен опыт применения ГРП. Этот анализ дает основание утверждать, что предлагаемая технология не менее перспективна, чем ГРП, а в ряде случаев и более перспективна, так как практически не имеет ограничений в использовании. Действительно, гидроразрыв — процесс мощный, но плохо управляемый. Его нельзя, например, применять в маломощных пластах в ситуациях (вблизи водоносных горизонтов), когда может быть нарушена изоляция пласта; нельзя проводить его и в скважинах вблизи контура нефтеносности. Естественно, что его нельзя применять в технически неисправных скважинах, в которых возможна опасность возникновения заколонных перетоков.

Нет ограничений для гидропескоструйного щелевого винтового вскрытия не только в вертикальных стволах скважин, но и в стволах наклонных и горизонтальных скважин.

Сочетание данной технологии с последующими методами свабирования, имплозии, освоением скважины компрессором, кислотной обработкой, обработкой пласта высоким давлением (ОВД) повышает устойчивость и долговременность результатов.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:
 -  Технология повышения эффективности работ добывающих и нагнетательных скважин с помощью устройства гидропескоструйной щелевой винтовой перфорации позволяет комплексно решать такие задачи, как прохождение зоны кольматации, восстановление естественной проницаемости продуктивных пород, интенсификация притока из пласта, увеличение зоны фильтрации.
 -  Результаты промышленных работ на месторождениях России и Китая показали, что с помощью ГПЩВП удается получать положительные результаты, как по увеличению приемистости нагнетательных скважин, так и по увеличению дебитов нефти в эксплуатационных скважинах, как в терригенном, так и карбонатном коллекторе.
 -  По сравнению с самым распространенным способом воздействия на пласт (гидроразрыв пласта) технология ГПЩВП не нарушает первичную текстуру пород, позволяет производить селективный отбор зон воздействия и быть уверенным в направлении этого воздействия.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!