способ вскрытия продуктивного пласта

Формула изобретения

СПОСОБ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА, включающий установку в интервале продуктивного пласта в составе обсадной колонны фильтра с отверстиями, перекрытыми кислоторазрушаемыми заглушками, и размещение в заколонном пространстве против фильтра тампонажного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности образования проницаемого камня в зоне фильтра, снижения материальных затрат и снижения кислотной коррозии скважинного оборудования, в качестве тампонажного материала применяют цементный раствор с добавкой поливинилхлорида в количестве 10 - 20% от массы цемента, при этом после затвердевания последнего осуществляют термическую деструкцию поливинилхлорида.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам вскрытия продуктивного пласта.

Известен способ вскрытия продуктивного пласта кумулятивными, пулевыми, торпедными перфораторами [1]. Недостатком известного способа является то, что мощные кумулятивные, пулевые, торпедные перфораторы способны разрушать обсадную колонну, цементное кольцо и ослаблять связь между колонной и цементным кольцом выше и ниже перфорационного объекта, что приводит к преждевременному обводнению продукции скважины.

Известен также способ вскрытия продуктивного пласта, включающий размещение напротив продуктивного пласта в составе обсадной колонны корпуса, изготовленного из композиционного материала с памятью заданной формы и с последующим удалением его из скважины [2]. Недостатками известного способа являются сложность технологии проведения цементирования, т.к. при спущенных на тросе корпуса изготовленного из композиционного материала не позволяет проведению цементирования прямой промывкой. Разрушение цементного кольца производят созданием депрессии на пласт и добиться равномерного разрушения всего цементного кольца вскрываемого интервала является проблематичным. Кроме того, для проведения способа вскрытия необходимо меть дополнительное оборудование (подъемник), что удорожает и усложняет процесс и удлиняет сроки освоения скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ вскрытия продуктивного пласта [3]. Сущность способа. В интервале продуктивного пласта (ПП) устанавливают фильтр, предварительно заглушив отверстия с кислоторастворимым материалом, в процессе цементирования напротив ПП размещают оторочку (смесь мела и цемента), удаляют заглушку и оторочку закачиванием кислоты, после вскрытия ПП межтрубное пространство пакеруют с обеспечением возможности циркуляции кислоты из подпакерованного пространства в надпакерное через затрубное пространство, прокачка кислоты приводит к полному вымыванию оторочки. Недостатком способа является сложность технологического процесса, заключающаяся в установлении пакера для вымывания оторочки и закачка кислоты для создания гидродинамической связи между скважиной и ПП, т.е. подвергается кислотной коррозии скважинное оборудование (фонтанная арматура и колонна НКТ).

Цель изобретения - повышение эффективности образования проницаемого камня в зоне фильтра, снижение материальных затрат и снижение кислотной коррозии скважинного оборудования.

Достигается это тем, что в способе вскрытия продуктивного пласта, включающем установку в интервале продуктивного пласта в составе обсадной колонны фильтра с отверстиями, перекрытыми кислоторазрушаемыми заглушками, и размещение в заколонном пространстве против фильтра тампонажного материала, в качестве тампонажного материала применяют цементный раствор с добавкой поливинилхлорида в количестве 10-20% от массы цемента, при этом после затвердевания последнего осуществляют термическую деструкцию поливинилхлорида (ПВХ). В основе способа лежит внутрискважинное образование соляной кислоты из-за термической деструкции ПВХ, которое, растворяя заглушки фильтра, обеспечивает гидродинамическую связь скважины с пластом.

На фиг. 1 представлена скважина после цементирования обсадной колонны, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, после разрушения заглушек кислотой; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Она содержит обсадную колонну 1, цементное кольцо 2, вскрываемый интервал 3,поливинилхлоридный порошок 4, кислоторастворимые заглушки 5.

Способ осуществляется следующим образом. По данным комплекса геофизических исследований скважин (ГИС) определяют интервалы залегания ПП. Исходя из толщины ПП, изготавливают фильтр - обсадная труба с просверленными отверстиями, перекрытыми кислоторазрушаемым материалом (магний или его сплавы). Изготовленный фильтр располагают напротив ПП, точность установки обеспечивается тщательным замером длины обсадных труб и контролем локатором муфт. Определяют необходимые количества цементных растворов для заполнения кольцевого пространства: выше ПП; вскрываемого интервала; ниже ПП.

После определения объема кольцевого пространства вскрываемого интервала затворяют тампонажный раствор с добавками ПВХ в мернике цементировочного агрегата. Набирают расчетное количество тампонажного раствора, добавляют в него ПВХ, равного 10-20% от массы сухого цемента, и при работе цементировочного агрегата на себя получают однородную смесь.

ПВХ - термопластичный материал аморфной структуры, выпускаемый промышленностью в виде порошка. Его плотность 1,4 г/см³. ПВХ имеет следующую структуру:

...-CH₂-CCH₂-C-CH₂-C- ...

При температуре 140^оС медленно и при 170^оС быстрее начинается деструкция ПВХ, сопровождающаяся выделением хлористого водорода. При термическом разложении полимера из единицы массы ПВХ выделяется 0,584 хлористого водорода. Хлористый водород, растворяясь в воде, образует соляную кислоту. ПВХ обладает кислотными свойствами только после разложения. До разложения он не вступает в химическое взаимодействие с металлами (скважинным оборудованием) и с цементным раствором. Разложение ПВХ в ПЗЗ пласта начинается не сразу, а после полного восстановления пластовой температуры. Кроме того. ПВХ разлагается не спонтанно, а с определенной постоянной скоростью. Например, при температуре 156^оС из ПВХ степенью полимеризации 300 за 1 ч отщипляется 1,048% хлористого водорода. Добавляемый в количестве 10-20% от массы сухого цемента ПВХ создает в зоне вскрываемого интервала соляную кислоту с концентрацией 11,6-23,3% , что достаточно для растворения магниевых заглушек фильтра.

На устье скважины устанавливают оборудование, применяемое при обычном цементировании обсадных колонн. Закачивают цементный раствор в следующей последовательности: первым закачивают цементный раствор для заполнения кольцевого пространства выше ПП, вторым закачивают предварительно приготовленный цементный раствор с добавками порошка ПВХ для заполнения кольцевого пространства против вскрываемого объекта. После этого закачивают объем цементного раствора, необходимого для заполнения кольцевого пространства ниже ПП.

Во время ожидания затвердения цемента (ОЗЦ), ПВХ, нагреваясь до 140^оС и выше, начинается его термическое разложение с выделением хлористого водорода, который, растворяясь в воде, образует соляную кислоту. Соляная кислота растворяет заглушки (магниевые) фильтры, а сам цементный камень с добавками ПВХ после деструкции последнего превращается в пористое тело (фиг.2). Проницаемость цементного камня регулируется в широких пределах.

В таблице приведены изменения проницаемости цементного камня до и после деструкции ПВХ.

В случае, если пластовая температура ниже 140^оС, необходимо провести прогрев (эл.прогрев, ТГХВ и др.) фильтра. Затем спускают колонну НКТ, оборудуют устье скважины и осуществляют вызов притока из пласта.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным следующие: простота технологии; равномерное вскрытие всего фильтра; отпадает необходимость установки пакера; отпадает необходимость закачки кислоты для разрушения заглушек, что предотвращает кислотную коррозию скважинного оборудования; сокращает сроки и стоимость проведения процесса.