Технологии интенсификации притока продукции к забоям скважины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Методы интенсификации притока

2. Методы повышения нефтеотдачи и интенсификации притока к забоям скважины

3. Новые технологии интенсификации

Заключение

Список литературы

Введение

Проблема интенсификации притока нефти приобрела особую актуальность в последние годы в связи с падением нефтедобычи практически во всех нефтегазоносных регионах России. Как одно из средств повышения эффективности добычи нефти могут быть использованы технологии вызова и интенсификации притока нефти из продуктивных коллекторов с низкой проницаемостью, а также коллекторов, изменивших свои фильтрационные свойства при вскрытии пластов и промысловых операциях на скважинах. Во многих случаях падение продуктивности пластов при этом связано с работой глинистых минералов как самого пласта-коллектора, так и привнесенных.

Крупные работы ведутся в нашей стране по освоению методов интенсификации притока нефти и газа к скважинам, по увеличению нефте - и газоотдачи коллекторов. Вместе с тем перед работниками нефтяной и газовой промышленности стоят еще многие нерешенные проблемы по увеличению эффективности эксплуатации залежей нефти и газа. Сложнейшей задачей является повышение нефте - и газоотдачи пластов.

В данной работе рассматриваются новые технологии интенсификации притока продукции к забоям скважины.

1. Методы интенсификации притока

Для увеличения суммарного объема добычи нефти из пласта, поддержания темпа добычи и улучшения качества добываемой продукции проводят работы по интенсификации притока. Цель воздействия - восстановление и улучшение фильтрационной характеристики призабойной зоны, главным образом за счет увеличения ее проницаемости и снижения вязкости флюидов, снижения темпов обводнения добывающих скважин. Проницаемость пород призабойной зоны скважин улучшают путем искусственного увеличения числа размеров дренажных каналов, увеличения трещиноватости пород, а также путем удаления парафина, смол и грязи, осевших на стенках поровых каналов.

Методы увеличения проницаемости пород призабойной зоны скважин можно условно разделить на химические, физические и тепловые. Часто для получения лучших результатов эти методы применяют в сочетании друг с другом или последовательно. Выбор метода воздействия на призабойную зону скважины определяется пластовыми условиями.

Химические методы воздействия дают хорошие результаты в слабопроницаемых карбонатных коллекторах. Их успешно применяют в сцементированных песчаниках, в состав которых входят карбонатные цементирующие вещества.

Физические методы предназначаются для удаления из призабойной зоны скважины остаточной воды и твердых мелкодисперсных частиц, что в конечном итоге увеличивает проницаемость пород, по нефти.

Тепловые методы воздействия применяются для удаления со стенок поровых каналов парафина и смол, а также для интенсификации химических методов обработки призабойных зон. Наибольшее применение среди химических методов имеют СКО и ГКО.

Солянокислотная обработка скважин основана на способности соляной кислоты проникать в глубь пласта, растворяя карбонатные породы. В результате на значительное расстояние от ствола скважин простирается сеть расширенных каналов, что значительно увеличивает фильтрационные свойства пласта и приводит к повышению продуктивности скважин.

Глинокислотная обработка (ГКО) наиболее эффективна на коллекторах, сложенных из песчаников с глинистым цементом, и представляет собой смесь плавиковой и соляной кислот. При взаимодействии ГКО с песчаником или песчано-глинистой породой растворяются глинистые фракции и частично кварцевый песок. Глина утрачивает пластичность и способность к разбуханию, а ее взвесь в воде теряет свойство коллоидного раствора.

Пенокислотная обработка скважин применяется для наиболее дальнего проникновения соляной кислоты в глубь пласта, что повышает эффективность обработок. Сущность способа заключается в том, что в призабойную зону пласта вводится не обычная кислота, а аэрированный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ) в соляной кислоте.

Термокислотная обработка - это комбинированный процесс: в первой фазе его осуществляется тепловая обработка забоя скважины, а во второй - кислотная обработка. При термокислотной обработке для нагрева раствора соляной кислоты используется тепло экзотермической реакции. Для этого применяют специальный забойный наконечник со стержневым магнием. Окончательная температура раствора после реакции 75 - 90"С.

Для осушки призабойной зоны и растворения АСПО применяются обработки призабойной зоны ацетоном и растворителем типа ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов).

К физическим методам относятся:

- дополнительная перфорация и перестрел старых интервалов;

- акустическое воздействие;

- вибровоздействие.

При прогреве призабойной зоны парафинисто-смолистые расплавляются и выносятся потоком нефти на поверхность. Это улучшает фильтрационную способность породы в призабойной зоне, снижается вязкость и увеличивается подвижность нефти, что также облегчает условия ее продвижения в пласте.

Призабойную зону прогревают при помощи глубинных электронагревателей и газонагревателей, горячей нефтью, нефтепродуктами, водой и паром, а также путем термохимического воздействия.

2. Методы повышения нефтеотдачи и интенсификации притока к забоям скважины

Большинство месторождений, разрабатываемых НГДУ, находятся на поздних стадиях разработки, характеризуются значительной выработкой запасов высокопродуктивных залежей и высокой обводненностью. В течение длительного времени эксплуатации скважин происходит ухудшение коллекторских свойств призабойной зоны пласта, такие как попадание в пласт солевого раствора при глушении скважин, отложение асфальто-смолисто-парафиновых веществ, и многое другое.

Кроме этого, к трудноизвлекаемым приурочена высокая доля запасов нефти (низкопроницаемые коллектора, нефтегазовые залежи с обширными подгазовыми зонами, залежи с водо-нефтяными зонами). Эксплуатация скважин, расположенных в этих зонах, осложняется низкими дебитами и приемистостью скважин, высокой обводненностью и высоким газовым фактором.

В связи с этим повышение эффективности разработки месторождений приобретает большое значение, а в конечном итоге и достижение проектных уровней добычи нефти. Для этого проводится большой объем работ по повышению нефтеотдачи и увеличению производительности скважин.

В настоящее время выделяют несколько групп методов повышения нефтеотдачи пласта:

- гидродинамические методы;

- физико-химические методы;

- тепловые, микробиологические и другие методы.

В НГДУ наиболее широко применяются первые две группы методов, поэтому рассмотрим их более подробно.

Гидродинамические методы к ним относятся:

- нестационарное заводнение;

- форсированный отбор жидкости;

- вовлечение в разработку недренируемых запасов;

- барьерное и очаговое заводнение.

К первой группе относятся методы, которые осуществляются через изменение режимов эксплуатации скважин и, как следствие, через изменение режимов работы пласта. Эти методы объединяются общим понятием «нестационарное заводнение» и включают в себя:

- циклическое заводнение;

- изменение направления фильтрационных потоков.

Они сравнительно просты в реализации, не требуют больших экономических затрат и получили широкое развитие.

Методы основаны на периодическом изменении режима работы залежи путем прекращения и возобновления закачки воды и отбора, за счет чего более полно используются капиллярные и гидродинамические силы. Это способствует внедрению воды в зоны пласта, ранее не охваченные воздействием.

Форсированный отбор жидкости применяется на поздней стадии разработки, когда обводненность достигает более 75%. При этом нефтеотдача возрастает вследствие увеличения градиента давления и скорости фильтрации. При этом методе вовлекаются в разработку участки пласта, не охваченные заводнением, а также отрыв пленочной нефти с поверхности породы. Форсированный отбор - наиболее освоенный метод повышения нефтеотдачи. Приступать к нему следует постепенно, увеличивая дебит отдельных скважин на 30-50%, а затем - в 2-4 раза. Предельное значение увеличения отбора регламентируется возможностями используемого способа эксплуатации скважин. Для осуществления форсированного отбора необходимы насосы высокой подачи или использование газлифта.

Эксплуатация газонефтяных месторождений осложняется возможными прорывами газа к забоям добывающих скважин, что значительно усложняет, вследствие высокого газового фактора, их эксплуатацию. Суть барьерного заводнения состоит в том, что нагнетательные скважины располагают в зоне газонефтяного контакта. Закачку воды и отборы газа и нефти регулируют таким образом, чтобы исключить взаимные перетоки нефти в газовую часть залежи, а газа - в нефтяную часть. интенсификация нефть скважина

Очаговое заводнение - это дополнение к уже осуществленной системе законтурного заводнения или внутриконтурного. При этом группы нагнетательных скважин размещаются на участках пласта, отстающих по интенсивности использования запасов нефти.

Физико-химические методы

Использование физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов - одно из наиболее перспективных направлений в процессах разработки нефтяных месторождений. Научными организациями отрасли разработано, испытано и сдано более 60 технологий с использованием физико-химического воздействия.

Одним из методов воздействия на продуктивные пласты, особенно низкопроницаемые, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Он оказывает воздействие не только на призабойную зону пласта, но и способствует повышению нефтеотдачи. При ГРП создается система глубокопроникающих трещин, в результате чего значительно увеличивается дренируемая скважиной зона и повышается производительность скважин. Продолжительность эффекта от ГРП достигает 3-5 лет, коэффициент успешности - 85%.

Ведущее место в физико-химических методах воздействия на пласт занимает полимерное заводнение. Получение композиций полимеров в сочетании с различными реагентами существенно расширяет диапазон применения полимеров. Основное назначение полимеров в процессах увеличения нефтеотдачи пластов - выравнивание неоднородности продуктивных пластов и повышение охвата при заводнении.

Существуют следующие технологии с использованием полимеров:

- полимерное заводнение (закачка оторочки} на неоднородных по проницаемости объектах с высоковязкой нефтью, находящихся в начальной стадии разработки;

- комплексное воздействие на продуктивные пласты полимерными гелеобразующими системами в сочетании с интенсифицирующими реагентами (ПАВы, щелочи, кислота) применяется на поздней стадии разработки;

- воздействие на пласт вязкоупругими составами (ВУС) для выравнивания профиля приемистости и интенсификации добычи нефти;

- циклическое полимерное заводнение с использованием раствора сшитого полиакриламида, содержащего неионогенное ПАВ;

- циклическое воздействие на продуктивный пласт полимерсодержащими поверхностно-активными системами;

- щелочно-полимерное заводнение;

- полимерное воздействие при закачке в пласт углекислоты.

Особенно эффективен метод ВУС для пластов, характеризующихся резкой неоднородностью и слабой гидродинамической связью. Данный метод выравнивает проницаемость и тем самым позволяет повысить охват пласта полимерным воздействием и снизить темпы обводнения добываемой нефти.К модифицированным технологиям относится воздействие на обводненные продуктивные пласты полимер-дисперсной системой (ПДС) на основе ПАА суспензий глин. Их применение заключается во внутрипластовом регулируемом образовании дисперсных вязкоупругих систем между химическими реагентами и водонефтенасыщенной породой. Это позволяет увеличить нефтеотдачу на поздней стадии разработки, когда традиционные методы малоэффективны.

Одним из эффективных методов физико-химического воздействия на пласт является щелочное заводнение. Метод основан на снижении поверхностного натяжения на границе нефти с раствором щелочи. При этом образуются стойкие водонефтяные эмульсии с высокой вязкостью, способные выравнивать подвижность вытесняемого и вытесняющего агентов. Щелочное заводнение эффективно для нефти высокой вязкости и неоднородных пластов.

Для доотмыва остаточной нефти применяется метод закачки большеобъемных оторочек поверхностно-активными веществами (ПАВ).

На завершающих стадиях разработки большое значение имеет ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды. Для этой цели применяются различные методы ремонтно-изоляционных работ, в результате которых не только уменьшается обводненность продукции, но и повышается охват пласта процессом выработки запасов. Наиболее часто применяется изоляция цементом обводненных пропластков или ликвидация заколонной циркуляции. В том случае, когда происходит прорыв воды по отдельным высокопроницаемым пропласткам, практически не отделенными глинистыми перемычками от необводненных интервалов, используется метод селективной (избирательной) изоляции. Вариантами этого метода являются: применение кремнийорганических соединений (продукт 119-204, Акор), закачка силиката натрия (жидкое стекло), волокнисто- и полимернаполненных дисперсных систем (ВДС и ПНДС).

На современном этапе задачу повышения нефтеотдачи пластов экологически чистыми технологиями может решить метод микробиологического воздействия на пласт. В отличие от химических реагентов, теряющих активность в результате разбавления их пластовыми водами, микроорганизмы способны к саморазвитию, т.е. размножению и усилению биохимической активности в зависимости от физико-химических условий среды.

Одними из приоритетных методов повышения нефтеотдачи пластов, наиболее подготовленными технологически и технически, являются тепловые, когда в продуктивный пласт вводится тепло. При этом вязкость нефти снижается, а нефтеотдача увеличивается. Среди тепловых методов воздействия на нефтяные пласты выделяют два направления:

- закачка в пласты пара и нагретой воды;

- внутрипластовое горение.

3. Новые технологии интенсификации

Кислотная обработка призабойной зоны

Применяется для воздействия кислотой на карбонатные породы, слагающие продуктивный пласт, с целью увеличения его проницаемости.

Оборудование и материалы:

-Колтюбинговая установка;

-установка для кислотной обработки скважин, имеющая специализированный насос;

-емкость для запаса кислоты;

-кислота.

В некоторых технологиях кислотной обработки предусмотрен подогрев кислоты.

Описание технологии

В процессе выполнения данной операции гибкую трубу, при обеспечении непрерывной циркуляции воды, спускают на глубину перфорации. Затем в скважину через нее закачивают расчетный объем кислоты, после чего ее продавливают в пласт. При закачке и продавке кислоты выкидная задвижка на арматуре колонны лифтовых труб должна быть закрыта. Это обеспечивает проникновение реагента через перфорационные отверстия в пласт.

Процесс закачки и продавки выполняют при максимально возможной подаче жидкости. При осуществлении этих процессов необходимо следить за тем, чтобы давление в зоне перфорационных отверстий не превышало давления, при котором происходит разрыв пласта. (В ряде случаев, при обработке малопроницаемых пластов процесс закачки жидкости может выполняться в режиме гидроразрыва пласта). После выдерживания скважины под давлением в течение заданного периода времени реакции кислоты с породой продуктивного пласта выкидную задвижку открывают, гибкую трубу приподнимают и начинают операцию по вызову притока.

Практика использования колтюбингового оборудования показывает, что расход реагентов при обработке скважины в этом случае сокращается по сравнению с традиционными технологиями на 25-30%, кроме того сокращается общее время обработки скважины.

Гидравлический разрыв пласта

Для интенсификации притока нефти (газа) к забою скважины, вскрывающей низкопроницаемые коллекторы, необходимо создать в их призабойной зоне систему трещин. Для раскрытия естественных микротрещин и создания новых в материале призабойной зоны пласта следует создать давление, которое превысило бы прочность слагающего его материала. Это достигается за счет закачки технологической жидкости в продуктивный пласт с расходом, величина которого превышает расход жидкости, поглощаемой пластом. После фиксации образовавшихся трещин путем нагнетания в них песка гидравлическое сопротивление призабойной зоны существенно снижается и дебит скважины увеличивается.

Оборудование и материалы

- Колтюбинговая установка, оснащенная гибкой трубой с достаточно большим поперечным сечением, обеспечивающим закачку технологических жидкостей с необходимым расходом (обычно не менее 60,3 мм);

- забойная компоновка, включающая пакеры для изоляции зоны перфорации от полости скважины;

- устьевое оборудование, состоящее из превентора и шлюза для спуска в скважину забойной компоновки (в ряде случаев шлюз заменяется системой из двух универсальных превенторов и промежуточной камеры);

- насосный агрегат (обычно используется несколько агрегатов, работающих параллельно, а также резервный агрегат);

- манифольд;

- пескосмесительные агрегаты;

- емкости для технологических жидкостей (жидкость разрыва, жидкость-песконоситель, продавочная жидкость);

- станция управления процессом;

- материалы для проведения ГРП (песок, технологические жидкости).

Описание технологии

Основные принципы выполнения ГРП с использованием колтюбинговых установок соответствуют существующим, разработанным для выполнения этих работ по классической технологии - с помощью агрегатов капитального ремонта скважин.

Отличия, обусловленные преимуществами колтюбинга, следующие:

проведение процесса может быть выполнено при спуске оборудования в колонну лифтовых труб, что позволяет начать эксплуатацию скважины сразу после выполнения ГРП;

сокращается время выполнения работ, поскольку отпадает необходимость извлечения колонны лифтовых труб, находящихся в скважине, и спуска колонны НКТ с пакером для выполнения процесса;

исключается операция глушения скважины для извлечения технологического оборудования и сопровождающая ее операция по вызову притока.

Колтюбинговые волновые технологии

Многообразие колтюбинговых технологий включает использование гидродинамических генераторов, создающих низкочастотные колебания достаточно высокой амплитуды при сравнительно малом расходе прокачиваемой через них жидкости. Эти технологии, называемые колтюбинговыми волновыми технологиями применяются для очистки забоя и НКТ от отложений, свабирования, для обработки ПЗП, обработки горизонтальных скважин и боковых стволов, а также для ограничения водопоглощении и выравнивания профилей приемистости.

Оборудование и материалы

Для осуществления виброволнового воздействия применяются гидродинамические генераторы колебаний с оригинальным принципом работы. При относительно малых диаметре и массе они обладают высоким гидравлико-акустическим КПД и способны генерировать низкочастотные колебания достаточно высокой амплитуды при сравнительно малом расходе прокачиваемой через них жидкости. Их параметры настраиваются на рациональный частотно-амплитудный диапазон функционирования в соответствии с конкретными геолого-техническими характеристиками скважин.

Конструктивно генераторы выполнены в виде насадок, крепящихся к гибкой трубе с помощью переходников, завальцованных на конце трубы.

Характерные особенности и преимущества:

- Существенное снижение материально-временных затрат при проведении работ;

- повышение эффективности промывок НКТ и забоя скважин;

- возможность непрерывной поинтервальной обработки ПЗП;

- повышение охвата пласта воздействием как по толщине, так и по простиранию.

При виброволновом воздействии проявляется комплекс эффектов и явлений:

- тиксотропное разжижение глинистых включений, ослабление и разрушение взаимных связей между частицами кольматирующих материалов и скелетом пласта;

- инициирование и интенсификация переноса кольматирующих частиц потоком жидкости по поровым каналам;

- уменьшение блокирующего влияния фаз - воды, нефти и/или газа;

- инициирование и интенсификация процессов тепло-массо-переноса, а также фильтрации флюидов;

- последовательное расформирование кольматированной зоны;

- вынос кольматанта из пласта на поверхность;

- эффективный вынос продуктов реакции, высокая степень, глубина и объемность очистки ПЗП, восстановление ее проницаемости;

- появление новых каналов фильтрации;

- снятие аномалий напряжений в ПЗП и раскрытие пор.

Заключение

В данной работе были рассмотрены солянокислотные методы обработки в различных геолого-промысловых условиях, установлены факторы, влияющие на успешность их проведения. Установлен характер влияния геолого-физических параметров пластов и физико-химических свойств насыщающих их флюидов, условий залегания залежей, технологических параметров кислотных обработок на успешность воздействия по различным группам объектов разработки для условий карбонатных коллекторов.

Важное значение в концептуальном подходе к методам обработки призабойной зоны скважин в карбонатных коллекторах имеет проблема выбора последовательности применения того или иного физико-химического воздействия на продуктивный пласт. Под выбором последовательности физико-химического воздействия на продуктивный пласт понимается стратегия использования технологии кислотного воздействия на скважину, начиная с ввода ее в эксплуатацию и кончая поздней стадией разработки залежи (для поддержания рентабельного уровня добычи и максимально возможного коэффициента нефтеотдачи). Опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что на всех стадиях разработки залежей и добычи нефти ухудшается проницаемость пород-коллекторов в призабойной зоне пласта (ПЗП).

Список использованной литературы

1. Паникаровский Е.В., Паникаровский В.В., Клещенко И.И..Перспективы использования физико-химических методов для увеличения продуктивности скважин // Нефтепромысловое дело. - 2006. - №3. - С. 20-25.

2. Паникаровский В.В.,Паникаровский Е.В.,Шуплецов В.А.,Клещенко И.И. Состав для обработки призабойной зоны пласта // Патент России №?2276724. Опубл. 20.05.2006. - Бюл. №14.

3. Аширов К.Б., Выжигин Г.Б. Оценка эффективности солянокислотных обработок скважин в карбонатных коллекторах, Нефтяное хозяйство, 1992 -№7.-С. 28.

4. Викторин В.Д., Лыков H.A. Разработка нефтяных месторождений, прирученных к карбонатным коллекторам. М.: Недра, 1980. - 202 с.

Размещено на Allbest.ru