способ повышения продуктивности скважин при добыче углеводородов

Формула изобретения

1. Способ повышения продуктивности скважин при добыче углеводородов, включающий циклическое воздействие импульсным динамическим электромагнитным полем, генерированным скважинным электродом, соединенным с источником тока, на призабойную зону с одновременной добычей углеводородов, отличающийся тем, что предварительно с поверхности Земли определяют оптимальную частоту импульсного динамического электромагнитного поля воздействия на пласт посредством измерения по меньшей мере одним регистрирующим устройством преобладающей частоты собственных излучаемых залежью углеводородов колебаний в инфрачастотном диапазоне, создают в зоне продуктивного пласта скважинным электродом импульсное динамическое электромагнитное поле с ранее определенной частотой следования импульсов, причем указанную обработку продуктивного пласта осуществляют одновременно с добычей углеводородов, а энергию воздействия изменяют до достижения максимального эффекта увеличения притока углеводорода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае обводнения продуктивного пласта дополнительно предварительно устанавливают посредством подбора удельного веса скважинной жидкости равновесие пластового давления столба жидкости в скважине.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае кольматации продуктивного пласта дополнительно предварительно создают депрессию в пласте посредством снижения динамического уровня жидкости в скважине.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно путем размещения скважинного электрода напротив участков скважины, способных к обвалообразованию или выщелачиванию, а также водоносных слоев проводят посредством воздействия переменного электромагнитного поля укрепление стенок скважины.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при реализации способа между источником тока и электродом размещают прерыватель, обеспечивающий прерывание тока с соответствующей частотой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а именно, углеводородов, и может быть использовано для интенсификации притока углеводородов.

Известен способ повышения продуктивности нефтяной скважины (US, патент 4463805, E 21 B 36/04, 1984). Согласно известному способу помещают в скважину в зону продуктивного пласта электрически соединенные с источником электрического тока электроды, одним из которых является обсадная труба. Включают источник электрического тока и проводят обработку призабойного пространства переменным электрическим полем.

Недостатком указанного способа также является его малая эффективность.

Известен способ обработки призабойной части скважины (RU, патент 2105874, E 21 B 43/25, 1998). Согласно известному способу опускают в зону перфорации скважины генератор импульсов давления. После его установки против участка с наибольшей нефтенасыщенностью генерируют импульсы воздействия с достаточно высокой частотой и энергией 250 - 400 кДж, а затем импульсы с энергией 6 - 8 кДж и частотой 10 - 15 Гц.

Недостатком известного способа следует признать сложность определения участка с наибольшей нефтенасыщенностью и обусловленную этим невысокую эффективность способа.

Известен способ волновой обработки пласта (RU, патент 2001254, E 21 B 43/25, 1993). Согласно известному способу на поверхности земли над нефтеносным пластом размещают сейсмовибраторы и генерируют колебания с частотой, равной вычисленной угловой резонансной частоте пласта.

Недостатком известного способа следует признать его низкую эффективность, обусловленную низкой эффективностью воздействия колебаний, прошедших через толщу пород к нефтенасыщенному пласту.

Известен способ итенсификации добычи нефти (RU, патент 2055171, E 21 B 43/25, 1996). Согласно известному способу осуществляют циклическое воздействие импульсным динамическим электромагнитным полем, генерированным скважинным электродом, соединенным с источником тока, на призабойную зону с одновременной добычей углеводородов.

Недостатком известного способа следует признать его низкую эффективность, поскольку используемые режимы обработки не гарантируют ликвидацию изоляции от межтрубного пространства водой нефтяного слоя. Кроме того, не показана применимость указанного способа для добычи природного газа.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке универсального, применимого как для добычи нефти, так и для добычи природного газа, способа повышения дебита скважины.

Технический результат, получаемый при реализации настоящего изобретения, состоит в повышении дебита промысловых скважин.

Указанный технический результат достигается при использовании способа, включающего циклическое воздействие импульсным динамическим электромагнитным полем, генерированным скважинных электродом, соединенным с источником тока, на призабойную зону с одновременной добычей углеводородов, причем предварительно с поверхности земли определяют оптимальную частоту импульсного динамического электромагнитного поля воздействия на пласт посредством измерения, по меньшей мере, одним регистрирующим устройством преобладающей частоты собственных излучаемых залежью углеводородов колебаний в инфрачастотном диапазоне, создают в зоне продуктивного пласта скважинным электродом импульсное динамическое электромагнитное поле с ранее определенной частотой следования импульсов, причем указанную обработку продуктивного пласта осуществляют одновременно с добычей углеводородов, а энергию воздействия изменяют до достижения максимального эффекта увеличения притока углеводорода. Предпочтительно в случае обводнения продуктивного пласта дополнительно предварительно устанавливают посредством подбора удельного веса скважинной жидкости равновесие пластового давления столба жидкости в скважине, а в случае кальмитации продуктивного пласта дополнительно предварительно создают депрессию в пласте посредством снижения динамического уровня жидкости в скважине. При реализации способа возможно дополнительно путем размещения скважинного электрода против участков скважины, способных к обвалообразованию или выщелачиванию, а также водоносных слоев проводить посредством воздействия переменного электромагнитного поля укрепление стенок скважины. Также при реализации способа между источником тока и электродом может быть дополнительно размещен прерыватель, обеспечивающий прерывание тока с соответствующей частотой.

Для определения преобладающей частоты собственных излучаемых залежью углеводородов колебаний может быть использован любой из известных способов.

На фиг. 1 приведена схема, применяемая при реализации способа повышения продуктивности скважины при добыче нефти и газа.

При регистрации собственных колебаний залежи углеводородов использованы датчики любого типа 1 и 2, позволяющие регистрировать сейсмические колебания, передающие информацию на приемное устройство 3. Скважина 4 обсажена стальной колонной 5, зацементирована по всей глубине 6 и имеет перфорационные отверстия 7 на интервале залегания пласта 8. На насосно-компрессорных трубах (НКТ) 9 установлены насос 10 и электрод 11, который посредством кабеля 12, через ролик 13 и барабан 14 подключен к выпрямителю - преобразователю 15, соединенному с блоком управления 16, при этом второй электрод 17 подключен на землю вблизи скважины и соединен с блоком управления посредством заземляющего устройства 18. Питающий кабель 12 жестко закреплен на НКТ посредством хомутов 19.

При проведении работ по предлагаемому способу повышения продуктивности скважин при добыче углеводородов на интервалы перфорации продуктивного пласта на НКТ опускают электрод, представляющий собой отрезок толстостенной трубы, вокруг которой намотана катушка индуктивности. Электрод подключают посредством кабеля к выпрямителю - преобразователю, частоту преобразования которого устанавливают блока управления равной собственной частоте колебаний продуктивного пласта. Эффективность обработки, время, параметры воздействия (ток, напряжение и частота) регулируют и контролируют с использованием блока управления, в качестве которого использован микропроцессор в зависимости от условий залегания пластов и конструктивных особенностей скважины.

В дальнейшем изобретения будет иллюстрировано следующими примерами реализации.

1. Для выполнения работ по предлагаемому способу в скважину 4 Оренбургской области был опущен электрод с кабелем, закрепленным посредством хомутов на НКТ. Второй электрод был заземлен в 5-10 м от скважины. Была проверена исправность и надежность питающих линий и аппаратуры. Посредством датчиков 1 и 2 и приемного устройства 3 определили частоту собственных колебаний продуктивного пласта. Подали на электрод 11 минимально возможный ток и плавно увеличили его значение до 80-150 А. Измерили шаговое напряжение между колонной 5 и вторым электродом 17. Указанное напряжение равнялось нулю. Частоту знакопеременного поля установили равной собственной частоте колебаний продуктивного пласта 8. В течение времени воздействия измеряли дебит скважины через каждые 12 ч. Изменяя величину тока, проверили зависимость изменения дебита от времени. Выход указанной зависимости на постоянное значение произошел при силе тока 140 А. Указанный режим использовали в течение 12 суток. В первые двое суток первоначальный дебит составил 7,5 т. В последующие сутки дебит составил 9 т. В последующем дебит увеличивался примерно на 2,5-3,5 т/сутки. После продолжительного воздействия окончательный дебит возрос до 32 т/сутки. После отключения электрического поля через сутки дебит уменьшился до 27 т/сутки и оставался на этом уровне в течение двух месяцев.

2. По результатам акустического контроля цементажа на скважине подземного хранилища газа было определено плохое сцепление цементного камня с колонной и породой в интервалах 400-470 м, 225-250 м и 80-140 м. Скопление газа было отмечено в интервалах 576-581 м, 332-327 м и 335-357 м. Посредством датчиков и приемного устройства определили частоту собственных колебаний продуктивного пласта. Воздействие электрическим полем с установленной ранее частотой проводили на интервалах залегания глинистых прослоев на глубинах 552 м, 524 м и 487 м при силе тока 80 А в течение 48 ч на каждом интервале. Плотность тока изменяли в зависимости от физико-механических свойств глинистых прослоев. Контроль качества закрепляемых интервалов определяли по данным термометрии. До обработки заколонное давление равнялось 52 атм, а после обработки составило 0 атм.

Использование предлагаемого способа позволяет интенсифицировать приток углеводородов к скважине, а также очистить призабойную зону, регулировать движение флюида, ликвидировать заколонные перетоки и герметизировать затрубное пространство.