способ синергической реагентно-импульсно-волновой обработки призабойной зоны пласта и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ реагентно-импульсной обработки призабойной зоны пласта (ПЗП), включающий замену жидкости глушения в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) на активную жидкую реагентную среду (АЖРС) с одновременным репрессионно-импульсным воздействием, после доведения указанной активной среды до кровли продуктивного пласта закачку ее в ПЗП при репрессионно-депрессионном воздействии, затем многократно повторяющееся имплозионное воздействие с выносом из ПЗП образовавшейся пассивной среды, содержащей продукты разрушения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) и других кольматирующих образований, до удаления закачанного объема указанной активной среды и последующую обработку ПЗП через затрубное пространство при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии жидкости глушения с добавкой гидрофобизирующих или гидрофилизирующих ПАВ, отличающийся тем, что используют АЖРС в виде растворителя с добавкой до 5 мас.% поверхностно-активного вещества, а указанную закачку осуществляют при нановолновом репрессионно-импульсном воздействии с чередующимися депрессионными импульсами.

2. Установка для реагентно-импульсной обработки ПЗП, содержащая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), последовательно установленные на ней свабирующее устройство, пакер, депрессионный генератор импульсов (ДГИ), радиальные каналы которого находятся на одном уровне с нижними перфорационными отверстиями интервала перфорации скважины, и установленный на дневной поверхности с возможностью подключения как к НКТ, так и к затрубному пространству импульсно-волновой депрессатор с камерой разрядки, имеющей свободный гидравлический вывод в технологическую емкость, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена установленным перед ДГИ мультипликатором давления с наногенератором импульсов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки призабойной зоны пласта (ПЗП) добывающих и нагнетательных скважин от кольматирующих материалов, в том числе для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), кислотных обработок (КО) с целевыми химическими реагентами для восстановления и разглинизации коллектора при освоении, реанимации и повышении продуктивности скважин, в том числе эксплуатируемых в осложненных геолого-физических условиях.

Известен способ реагентно-импульсно-имплозионной обработки ПЗП, в соответствии с которым в скважину на НКТ спускают комплекс технологического оборудования, состоящий из сваба, пакера, депрессионного генератора импульсов (ДГИ), и размещают его таким образом, чтобы радиальные каналы ДГИ находились на одном уровне с нижними перфорационными отверстиями интервала перфорации скважины. С помощью установки свабирования отбирают жидкость из НКТ, создавая определенный уровень перепада давления жидкости в НКТ и затрубным пространством, при котором происходит мгновенное окрытие клапана ДГИ и жидкость из затрубного пространства устремляется в НКТ, создавая резкое снижение давления в затрубном пространстве. На забое скважины происходит глубокий импульс депрессии, вызывающий ускоренное движение флюида в призабойной зоне. После заполнения жидкостью имплозионной камеры гидростатическое давление столба жидкости в затрубном пространстве создает репрессионный импульс давления, который распространяется в призабойной зоне скважины. Создание многократных и знакопеременных во времени импульсов депрессии и импульсов давления приводит к разрушению устойчивых эмульсий, разрыхлению АСПО и образованию микротрещин в горных породах ПЗП. Одновременно с откачкой жидкости глушения через НКТ в затрубное пространство скважины подается композиция жидких химических реагентов для разрушения и последующего удаления кольматирующих загрязнений органического и неорганического характера. После замены жидкости глушения на реагенты для разрушения кольматантов операцию свабирования с одновременным депрессионно-репрессионным воздействием на пласт прекращают, перекрывают устье скважины, создают необходимое избыточное давление в затрубном пространстве скважины (но не более давления опрессовки обсадной колонны) и осуществляют продавку жидких химических реагентов в ПЗП с помощью жидкости глушения в объеме не менее 1,1 м³ (м интервала перфорации), после чего проводят технологическую выдержку в соответствии с регламентом. В качестве жидкости глушения на этом этапе можно применять безводную нефть с добавкой катионноактивных ПАВ. После окончания технологической выдержки пакер приводят в рабочее состояние и с помощью установки свабирования в комплекте с ДГИ осуществляют удаление из ПЗП продуктов разрушения кольматантов, создавая при этом многократные депрессионные импульсы. На последнем этапе пакер приводят в транспортное состояние и производят окончательное депрессионно-репрессионно-импульсное воздействие на ПЗП жидкостью глушения с гидрофобизацией порового пространства призабойной зоны добывающей скважины (Патент РФ № 2376455. Опубл. 2009).

Однако этот способ обработки и установку для его осуществления нельзя использовать на нефтяных и нагнетательных скважинах с низкой начальной или текущей приемистостью, так как верхний предел давления закачки реагентов по затрубному пространству ограничивается давлением опрессовки обсадной трубы. Кроме того, максимальные частоты импульсного воздействия будут составлять доли ГЦ, а следовательно, о выходе на резонансные частоты воздействия на пласт, как наиболее эффективные, не может быть и речи.

Известны также способ нановолновой обработки ПЗП и установка для его осуществления. Способ осуществляют с использованием установки нановолновой обработки ПЗП, содержащей колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), установленный на ней струйный насос или сваб, под которым последовательно размещены пакер, мультипликатор давления с возможностью перемещения вдоль скважины и депрессионный генератор импульсов (ДГИ), который содержит мультипликатор давления с наногенератором, а радиальные каналы ДГИ находятся на одном уровне с нижними перфорационными отверстиями интервала перфорации скважины. Мультипликатор давления содержит соединяемый с колонной НКТ корпус, в котором выполнены приемная камера, центральный канал для гидравлической связи с ДГИ и боковые осевые каналы для связи с камерой аккумуляции давления, образованной корпусом и поршнями, подпираемым блоком тарельчатых пружин, устанавливаемых на упоре, который с поршнем и указанным блоком посажены через переходную трубку на консольную часть корпуса над переходной трубой подсоединения ДГИ, на корпусе и поршне противоположно друг другу закреплены кольцевые профилированные сопла, в цековочных отверстиях которых жестко установлены с возможностью попарного контакта при начальном положении поршня цилиндрические элементы из пьезокерамики. В соответствии с принципом работы установки при работе МГИ профилированные сопла под действием потока жидкости периодически открывают камеру аккумуляции, давление в которой падает, и под воздействием тарельчатых пружин сопла соударяются друг с другом через пьезоэлектрические элементы. За счет возникновения пьезоэлектрического эффекта происходит электризация и намагничивание жидкости с последующей кавитацией, при этом одновременное гидродинамическое воздействие резко увеличивает эффект кавитации в 4-5 раз, удлиняя кавитационный факел, а при намагничивании жидкости резко улучшается эффективность воздействия целевых ПАВ. Во время периодического распространения нановолн в капиллярах происходит отрыв налипших частиц и кольматантов от стенок поровых каналов, их растворение или диспергирование, после чего при свабировании или работе струйного насоса происходит удаление продуктов разрушения из ПЗП (Патент РФ № 2376454, опуб. 2009).

Указанный способ позволяет эффективно произвести депрессионно-репрессионно-импульсное воздействие на капиллярную систему пластовой среды с поэтапным воздействием жидкостей глушения и растворов химических расчетов в нановолновом поле капиллярных течений, что приводит к очистке капилляров и образованию микротрещин в горных породах при одновременном разрушении АСПО и диспергированию твердых кольматантов в режиме гидродинамического и нановолнового воздействия активных технологических сред.

Однако, как уже отмечалось ранее, при низкой приемистости как добывающих, так и нагнетательных скважин губки плоскоструйной головки мультипликатора будут при создании избыточного давления в системе практически в открытом положении и никакого нановолнового воздействия при этом происходить не будет.

Кроме того, закачка активной реагентной жидкой среды через затрубное пространство также не может быть осуществлена по вышеуказанной причине, по крайней мере без дополнительного репрессионно-депрессионно-импульсного воздействия на закачиваемую жидкость.

Наиболее близкими к заявленным способу и устройству являются способ репрессионно-депрессионно-имплозийной обработки ПЗП и используемое при этом устройство, где способ включает закачку через затрубное пространство активной реагентной жидкой среды - углеводородного растворителя с добавкой 0,05-0,1 мас.% ПАВ с заменой жидкости глушения в колонне НКТ при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии, после доведения указанной активной среды до кровли продуктивного пласта закачку ее в ПЗП при чередующемся репрессионно-депрессионном воздействии, затем многокрано повторяющееся имплозионное воздействие с выносом из ПЗП образовавшейся пассивной среды до удаления закачанного объема активной среды и последующую закачку при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии жидкости глушения с добавкой 0,1-2 мас.% гидрофобизирующего ПАВ для добывающих или гидрофилизирующего ПАВ для нагнетательных скважин. Установка при этом содержит установленные на НКТ ДГИ, расположенные над ним пакер и сваб, а также расположенный на дневной поверхности импульсно-волновой депрессатор (Патент РФ № 2376453, опуб. 2009).

Однако и этим способу и установке присущи указанные выше недостатки.

Задачей изобретения является восстановление и повышение коэффициента продуктивности и начальной проницаемости призабойной зоны пласта - ПЗП нефтяных и газоконденсатных скважин, повышение приемистости нагнетательных скважин за счет разрушения водонефтяных эмульсий, удаления рыхлосвязанной воды, растворения и пептизации отложений твердых кольматантов и асфальтосмолопарафиновых отложений - АСПО, гидрофибизации или гидрофилизации порового пространства с одновременным уменьшением уноса частиц загрязняющих флюидов вглубь пласта при поэтапном применении химических реагентов и одновременным виброволновым воздействием с обеспечением оптимальных показателей депрессии и репрессии на пласт.

Поставленная задача решается тем, что в способе реагентно-импульсной обработки призабойной зоны пласта - ПЗП, включающем замену жидкости глушения в колонне насосно-компрессорных труб - НКТ на активную жидкую реагентную среду - АЖРС с одновременным репрессионно-импульсным воздействием, после доведения указанной активной среды до кровли продуктивного пласта - закачку ее в ПЗП при репрессионно-депрессионном воздействии, затем многократно повторяющееся имплозионное воздействие с выносом из ПЗП образовавшейся пассивной среды, содержащей продукты разрушения асфальтосмолопарафиновых отложений - АСПО и других кольматирующих образований, до удаления закачанного объема указанной активной среды и последующую обработку ПЗП через затрубное пространство при репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии жидкости глушения с добавкой гидрофобизирующих или гидрофилизирующих ПАВ, используют АЖРС в виде растворителя с добавкой до 5 мас.% поверхностно-активного вещества, а указанные замену и закачку осуществляют при нановолновом репрессионно-импульсном воздействии с чередующимися депрессионными импульсами.

Поставленная задача решается также тем, что установка для реагентно-импульсной обработки ПЗП, содержащая колонну насосно-компрессорных труб - НКТ, последовательно установленные на ней свабирующее устройство, пакер, депрессионный генератор импульсов - ДГИ, радиальные каналы которого находятся на одном уровне с нижними перфорационными отверстиями интервала перфорации скважины, и установленный на дневной поверхности с возможностью подключения как к НКТ, так и к затрубному пространству импульсно-волновой депрессатор с камерой разрядки, имеющей свободный гидравлический вывод в технологическую емкость, дополнительно снабжена установленным перед ДГИ мультипликатором давления с наногенератором импульсов.

Таким образом, заявленный способ, предусматривающий использование заявленной установки, является способом синергической реагентно-импульсно-волновой обработки ПЗП и включает замену жидкости глушения в НКТ на активные технологические жидкости - АТЖ с ПАВ при одновременном нановолновом и инфрачастотным воздействии, доведение АТЖ с ПАВ до кровли пласта, герметизацию затрубного пространства и закачку АТЖ в пласт при одновременном волновом и инфрачастотном воздействии с периодическим созданием «стоячей волны» при резком сбросе и подъеме давления в НКТ, выдержку скважины на реагирование с АТЖ, затем многократно повторяющееся импульсно-имплозионное воздействие с выносом из ПЗП образовавшейся пассивной среды, содержащей продукты разрушения АСПО и других кольматантов, до удаления закачанного объема реагентов и продуктов разрушения, разгерметизацию затрубного пространства и последующую закачку через затруб при повторяющемся репрессионно-депрессионно-импульсном воздействии целевых растворов ПАВ для гидрофобизации или гидрофилизации порового пространства в зависимости от типа коллектора и назначения скважины.

Существенными признаками являются:

- замена жидкости глушения в НКТ на активную реагентную жидкую среду - АРЖС с одновременным нановолновым и инфрачастотноволновым воздействием на ПЗП;

- закачка АРЖС из НКТ в ПЗП для разрушения АСПО, растворения или диспергирования кольматантов, разрушения эмульсий и гидроокисей железа, удаления рыхлосвязанной воды с постоянным нановолновым и инфрачастотноволновым воздействием на ПЗП и динамическом режиме поступательно-возвратного движения за счет работы насосного агрегата в комплекте с наземным прерывателем давления;

- удаление продуктов разрушения АСПО и кольматирующих частиц путем многократно повторяемой имплозионно-импульсной разгрузки скважины в объеме не более ранее закачанной АРЖС с учетом продуктов растворения и диспергирования;

- репрессионно-депрессионно-импульсное воздействие на ПЗП через затруб при помощи наземного прерывателя давления гидрофобизирующими или гидрофилизирующими растворами ПАВ после удаления АСПО и других загрязнений из порового пространства с помощью имплозионно-импульсного устройства;

- использование в качестве АРЖС растворителей - как неорганических, так и органических с добавкой ПАВ в количестве до 5 мас.%, т.е. 0-5 мас.%.

На чертеже изображена нановолновая репрессионно-депрессионно-имплозионная установка, предназначенная для реализации описываемого способа и состоящая из установленного на НКТ - 1 нановолнового и инфрачастотноволнового генератора импульсов - 2, установленного над ним выше зоны перфорации пакера - 3, депрессионного генератора импульсов (ДГИ) - 4, расположенного перед реализацией способа на уровне или несколько ниже перфорации ПЗП, на дневной поверхности для закачки АРЖС установлен гидроагрегат - насос - 5, а для удаления разрушенных АСПО и кольматантов установка снабжена свабом - 6, на дневной поверхности также установлены выполненный с возможностью подключения как к НКТ так и затрубному пространству импульсно-волновой депрессатор (ИВД) - 7 и сливная емкость - 8 (Фиг.1).

Заявленный способ реализует с использованием заявленной установки следующие технологические операции:

1. Замену ЖГ на АРЖС в НКТ с удалением ЖГ через работающий нановолновой и инфрачастотноволновой генератор импульсов в затрубное пространство и на поверхность в сливную емкость.

2. Закачку АРЖС в пласт через работающий нановолновой и инфрачастотноволновой генератор с периодическим подключением ИВД к НКТ для волновой разгрузки, создания «стоячей волны» в скважине и более эффективного смыкания и раскрытия губок плоскоструйной головки генератора в соответствующие периоды снижения и повышения давления.

3. Удаление продуктов разрушения АСПО и кольматантов имплозионно-волновым свабированием.

4. Гидрофобизацию или гидрофилизацию порового пространства ПЗП в режиме репрессионно-депрессионно-импульсного воздействия с помощью ИВД и ДГИ.

При этом в качестве АРЖС используют растворители - кислотные и глинокислотные составы, углеводородные растворители - Нефрас А - 150/200, Нефрас АК, смесь ароматических и алифатических растворителей с добавкой ПАВ - диэмульгаторов - Пента 491-М, Синтерол, дипроксамин 157-65М, Реопон ИК и других в количестве до 5 мас.%, в качестве жидкости глушения могут быть использованы: безводная нефть с установок подготовки нефти - УПН с добавкой деэмульгаторов, таких как: Пента 491-М, ТН-10, СНПХ-4480 и других в концентрации 0,01-0,1 мас.%, минеральная пластовая вода, водные растворы солей с добавками комплексных ПАВ, включая Нефтенол К, Софоксал МФК, Синол КАМ, Синол АН-1 и другие с концентрацией 0,3-4 мас.%. На этапе гидрофобизации порового пространства ПЗП к жидкости глушения на нефтяной основе добавляют катионоактивные маслорастворимые ПАВ - Дон-52, Пента 804 и другие в концентрации ОД - 1,0 мас.%, к жидкости на водной основе - Нефтенол К, Нефтенол ГФ, ИВВ-1, Катамин АБ и др. в концентрации 0,5-1,5 мас.%. Для гидрофилизации порового пространства ПЗП используют жидкости глушения на водной основе с добавками анионоактивных ПАВ типа Нефтенол НЗ, Сульфонол, Оксифос Б и другие в концентрации 0,3-2 мас.%.

Пример реализации способа.

На начальном этапе цикла обработки осуществляют глушение скважины ЖГ - безводной нефтью с добавкой 0,5% дипроксамина 157-65М, извлекают скважинное оборудование и спускают на НКТ до забоя комплект оборудования, состоящий из пакера, нановолнового генератора импульсов и ДГИ. Непосредственно перед установкой нановолновой генератор и ДГИ регулируют на определенное давление срабатывания, величина которого зависит от геолого-технических характеристик конкретной скважины.

На поверхности к НКТ через раструб подключают гидроагрегат и ИВД, который так же как и затруб соединяют со сливной емкостью.

Производят замену жидкости глушения в НКТ на АРЖС - углеводородный раствор деэмульгатора Д-157-65М в концентрации 0,5 мас.% в углеводородном растворителе СНПХ - 7р-14 или смесь 30% Нефраса АК с прямоточной бензиновой фракцией и добавкой 0,02 мас.% Пента 491-М. При достижении заданного перепада давления в НКТ и скважине на уровне ПЗП происходит срабатывание нановолнового генератора с генерированием нановолн и волн в инфрачастотном диапазоне (50-300 в минуту).

После замены жидкости глушения в НКТ на АРЖС осуществляют посадку пакера и задавливают АРЖС в пласт через мультипликатор давления с нановолновым генератором при периодическом срабатывании на устье импульсно-волнового депрессатора для волновой разгрузки и создания «стоячей» волны в скважине. Образующиеся при этом депрессионные импульсы в НКТ на уровне ПЗП вызывают срабатывание депрессионного генератора импульсов, что усиливает эффект «стирки» порового пространства закачиваемым реагентом.

Создание многократных и знакопеременных во времени импульсов давления и импульсов депрессии при закачке в ПЗП АРЖС приводит к разрушению устойчивых эмульсий, АСПО и гидроокисей железа, растворению или диспергированию кольматантов, а также удалению рыхлосвязанной воды.

На следующем этапе пакер переводят в транспортное состояние, перекрывают устьевой клапан и производят через затруб обработку ПЗП жидкостью глушения с гидрофобизирующей добавкой 0,5 мас.% Дон-52 при чередующемся репрессионно-депрессионном воздействии за счет многократно повторяющегося срабатывания ИВД.

В зависимости от вида загрязнения ПЗП и типа коллектора на других скважинах могут использоваться иные варианты АРЖС.

После гидрофобизации ПЗП из скважины извлекают техническое оборудование, опускают на НКТ насосное оборудование и вводят скважину в эксплуатацию. До предложенной обработки призабойной зоны дебит скважины был 1,3 т/сут, а после обработки стал 5,7 тонн в сутки по нефти с одновременным снижением обводненности продукции на 14%.

Применение предложенных способа синергической реагентно-импульсно-волновой обработки призабойной зоны пласта и оборудования для его осуществления при обработке ПЗП добывающих нефтяных, газоконденсатных и нагнетательных скважин позволит при минимальных затратах увеличить производительность скважин.