способ очистки нефтедобывающих и водозаборных скважин

Формула изобретения

Способ очистки нефтедобывающих и водозаборных скважин, основанный на удалении кольматантов путем периодического воздействия на прискважинное пространство полем упругих колебаний, включающий предварительную обработку геологической, геофизической, гидродинамической информации об эксплуатируемой скважине и динамике основных параметров в процессе эксплуатации скважин данного месторождения, определение режима воздействия, воздействие на выбранные продуктивные интервалы призабойной зоны полем упругих колебаний с установленными параметрами, корректировку режимов воздействия по результатам контроля скорости удаления кольматантов из призабойной зоны, оценку эффективности проведенного воздействия по степени приращения продуктивности, изменению профилей притока и других эксплуатационных параметров скважин, отличающийся тем, что при предварительной обработке динамики основных параметров в процессе эксплуатации скважин данного месторождения изучают и анализируют продуктивность, обводненность, газовый фактор, забойное давление и пластовое давление за время эксплуатации скважины, на основе этого анализа отбирают скважины, для которых снижение продуктивности обусловлено кольматацией призабойной зоны продуктивных пластов при сохранении высокого пластового давления, и для каждого пласта в этих скважинах определяют режим воздействия, включающий интервалы воздействия, шаг воздействия, частоту и интенсивность упругих колебаний, очередность непрерывного или импульсного воздействия на различные интервалы, при этом по кривым динамики уменьшения продуктивности определяют очередность проведения воздействий в различных скважинах с учетом степени уменьшения их продуктивности, а по полученным данным оценки эффективности проведенного воздействия корректируют режим эксплуатации скважин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения, в частности к эксплуатации буровых скважин, и предназначено для использования при очистке скважин в процессе их эксплуатации.

При эксплуатации скважин происходит "запечатывание" пористого пространства призабойной зоны продуктивных пластов различного рода кольматантами. Поддержание высокого значения проницаемости призабойной зоны продуктивных интервалов осуществляется за счет удаления кольматантов различными способами. К ним относятся воздействие высоким давлением и различными реагентами, например кислотами, поверхностно-активными веществами и т.п. (см., например, Воробьев В.М. "Справочник мастера по добыче нефти". - М.: Недра, 1975 г.).

При осуществлении очистки указанными методами требуется остановка скважин на длительный период. Кроме того, они небезопасны с экологической точки зрения.

Известен также способ очистки скважин воздействием поля упругих колебаний скважинного источника, помещенного в зоне перфорации продуктивного пласта (см., например, Simkin Е.М., Kusnetsov O.L. et al. Possibily of restoration of paraffi-ned and clayed zones permeability by a thermal and aconstik treatment. Oil industry. 1975. N 10. 80-82. и Komar С. A. Effects of ultrasonic on Appalachian paraffin. Petr. Eng. V.39 (1967), 60-61). Этот способ позволяет решать задачу его очистки от кольматантов, т.к. при взаимодействии поля упругих колебаний с насыщенной флюидом пористой средой осадочных горных пород снижается вязкость нефти, производится дезинтеграция коагулировавших частиц глинистой фракции, растворяется парафин и устраняется отложение солей. Под воздействием поля упругих колебаний происходят отрыв кольматантов от поверхности порового пространства и вынос их в скважину потоком флюида.

Однако все вышеупомянутые способы недостаточно эффективны, т.к. используются без учета особенностей состояния скважин и условий их эксплуатации.

Разработано достаточно большое число модификаций метода очистки воздействием упругих колебаний и аппаратуры для создания полей упругих колебаний в скважинах с целью интенсификации их эксплуатации (см., например, Жуйков Ю.Ф. , Ефимова С.А. и др. "Метод и аппаратура акустического воздействия (AB) на прискважинную зону пласта". НПО "Рудгеофизика" Л., 1985 г. и Жуйков Ю.Ф., Ефимова С.А. "Результаты промысловых исследований AB на ПЗП", "Нефтяное хозяйство". N 5, 1986 г.)

Известен способ очистки скважин (см., например, патент США N 5184678, кл. E 21 B 37/08, 1993 г.), при осуществлении которого воздействие полем упругих колебаний не выходит за рамки спуска скважинного снаряда с акустическим излучателем в зону перфорации скважины и обработки призабойной зоны пласта акустическим полем. При этом не принимается во внимание, что эффект воздействия может быть положительным далеко не во всех скважинах.

Наиболее близким к предложенному является способ акустического воздействия на призабойную зону продуктивного пласта (см., например, патент РФ N 2026969, кл. E 21 B 43/25, 90 г.), основанный на удалении кольматантов путем периодического воздействия на прискважинное пространство полем упругих колебаний, включающий предварительную обработку геологической, геофизической, гидродинамической информации об эксплуатируемой скважине и динамике основных параметров в процессе эксплуатации скважин данного месторождения, определение режима воздействия, воздействие на выбранные продуктивные интервалы призабойной зоны полем упругих колебаний с установленными параметрами, корректировку режимов воздействия по результатам контроля скорости удаления кольматантов из призабойной зоны, оценку эффективности проведенного воздействия по степени приращения продуктивности, изменению профилей притока и других эксплуатационных параметров скважин.

Однако в известном способе не используется возможность повышения эффективности воздействия за счет оптимизации его режимов на базе геологопромысловых данных. Не используются также возможности коррекции режимов и характера воздействия по данным оперативного контроля в процессе воздействия. Наконец, преимущества, полученные в результате повышения проницаемости призабойной зоны пласта после воздействия полем упругих колебаний, могут быть не реализованы при режимах эксплуатации скважины, применявшихся до воздействия.

Таким образом, задача эффективной очистки призабойной зоны скважин в прототипе не решена полностью.

На решение указанной задачи направлено предлагаемое изобретение.

Для этого в способе очистки нефтедобывающих и водозаборных скважин, основанном на удалении кольматантов путем периодического воздействия на прискважинное пространство полем упругих колебаний, включающем предварительную обработку геологической, геофизической, гидродинамической информаций об эксплуатируемой скважине и динамике основных параметров в процессе эксплуатации скважин данного месторождения, определение режима воздействия, воздействие на выбранные продуктивные интервалы призабойной зоны полем упругих колебаний с установленными параметрами, корректировку режимов воздействия по результатам контроля скорости удаления кольматантов из призабойной зоны, оценку эффективности проведенного воздействия по степени приращения продуктивности, изменению профилей притока и других эксплуатационных параметров скважин, при предварительной обработке динамики основных параметров в процессе эксплуатации скважин данного месторождения изучают и анализируют продуктивность, обводненность, газовый фактор, забойное давление и пластовое давление за время эксплуатации скважины, на основе этого анализа отбирают скважины, для которых снижение продуктивности обусловлено кольматацией призабойной зоны продуктивных пластов при сохранении высокого пластового давления и для каждого пласта в этих скважинах определяют режим воздействия, включающий интервалы воздействия, шаг воздействия, частоту и интенсивность упругих колебаний, очередность непрерывного или импульсного воздействия на различные интервалы, при этом по кривым динамики уменьшения продуктивности определяют очередность проведения воздействия в различных скважинах с учетом степени уменьшения их продуктивности, а по полученным данным оценки эффективности проведенного воздействия корректируют режим эксплуатации скважин.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 схематически показана динамика изменения продуктивности скважины во времени; на фиг.3 дана кривая динамики выноса кольматантов из призабойной зоны продуктивного пласта в процессе воздействия на нее полем упругих колебаний; на фиг.4 показан пример результатов изменения профилей притоков флюида в скважину; на фиг.5 представлена картина изменения структуры насыщенного флюидом порового пространства под действием поля упругих колебаний.

Устройство для осуществления способа очистки нефтедобывающих и водозаборных скважин (см. фиг. 1) содержит скважинный источник 1 упругих колебаний, кабель 2, генератор 3 электрических колебаний, оборудование 4 устья скважины, обсадную колонну 5, насосно-компрессорную колонну 6, интервал перфорации 7 и продуктивный пласт 8.

На фиг. 2 обозначено: Q - продуктивность скважины, T - моменты времени обработки призабойной зоны продуктивного пласта полем упругих колебаний. Пунктиром показана динамика изменения продуктивности без обработки призабойной зоны пласта.

На фиг.3 обозначено: P - интенсивность выноса кольматантов из призабойной зоны продуктивного пласта, T₁ - время прекращения воздействия.

На фиг.4 показаны профили притоков флюида в скважину A - до воздействия и B - после воздействия полем упругих колебаний.

На фиг. 5 дана картина изменения структуры насыщенного флюидом порового пространства A - до воздействия и B - после воздействия полем упругих колебаний.

Предлагаемый способ применим только для тех скважин, для которых динамика уменьшения продуктивности (см. фиг.2, кривые A, B, C,) является следствием "запечатывания" кольматантами пористого пространства призабойной зоны продуктивных пластов. Отбор таких скважин согласно предлагаемому способу осуществляется путем комплексного анализа информации о типе коллектора и его литологии, мощности пласта, состава и свойств флюидов, структуре пористого пространства, составе кольматантов. Изучается также динамика эксплуатационных параметров скважины: продуктивности, обводненности, газового фактора, забойного давления и пластового давления за время эксплуатации скважины. На основе этого анализа отбираются те скважины, для которых снижение продуктивности обусловлено кольматацией призабойной зоны продуктивных пластов при сохранении высокого пластового давления. Для указанных скважин на основе перечисленной информации с учетом газового фактора и обводненности нефти определяются режимы и характер воздействия полем упругих колебаний (отдельно для каждого пласта одной скважины): интервалы воздействия, шаг воздействия, частота и интенсивность упругих колебаний, очередность непрерывного или импульсного воздействия на различные интервалы одной скважины. По кривым динамики уменьшения продуктивности (см. фиг.2) определяется очередность проведения воздействий в различных скважинах с учетом степени уменьшения их продуктивности.

Имея перечень выбранных вышеуказанным способом скважин, а также график очередности их очистки, приступают к работам по проведению воздействий на данном месторождении.

Для этого скважинный источник упругих колебаний 1 (см. фиг. 1) опускают на кабеле 2 в зону первого продуктивного интервала 8 первой скважины, производят настройку частоты и интенсивности колебаний изменением параметров генератора 3 и осуществляют воздействие полем упругих колебаний на первый продуктивный интервал согласно определенным ранее значениям времени (например, по данным фиг.2) и шага воздействия. В процессе воздействия полем упругих колебаний осуществляют периодический отбор проб флюида и анализ содержания в нем кольматанта. Кривая скорости выноса кольматанта (см. фиг.З) позволяет осуществить коррекцию режимов воздействия в процессе работы на данной точке и определить время окончания воздействия T₁. После того, как отработан первый продуктивный интервал на данной скважине, переходят ко второму и т.д.

По окончании работ по воздействию полем упругих колебаний на продуктивный интервал определяют степень эффективности проведенного воздействия по приращению ее продуктивности. По изменению профилей притока определяют новые продуктивные интервалы, которые начали "работать" в результате воздействия (см. фиг.4).

Воздействие поля акустических колебаний на призабойную зону продуктивных пластов существенно изменяет структуру и проницаемость порового пространства (см. фиг.5).

В этих условиях при вводе в эксплуатацию скважины существенно изменяется забойное давление. Для достижения максимального эффекта воздействия изменяют величину забойного давления и доводят его до значения, имевшего место до воздействия. В дальнейшем анализ кривой спада продуктивности скважин во времени позволяет определить даты повторных воздействий T₂, T₃ (фиг.2), проведение которых обеспечит длительное поддержание продуктивности скважины на высоком уровне.

При осуществлении предлагаемого способа очистки может быть использован импульсный источник упругих колебаний. Использование импульсного источника упругих колебаний позволяет достичь тех же результатов по очистке призабойной зоны, при этом он более экономичен.

Для реализации предлагаемого способа разработан скважинный источник упругих колебаний с регулируемыми параметрами упругих колебаний по частоте 5 - 60 кГц, по удельной мощности излучения до 5 Вт/см² на поверхности скважинного источника упругих колебаний, по частоте следования импульсов до 5 кГц.