ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
За 2000г. в ОАО «Татнефть» выполнено около 50 ремонтов по восстановлению работоспособности, т.е. герметизации цементного камня. Основной причиной потери герметичности цементного камня, по даннымЮсупова И.Г., является коагуляция глинистой корки в результате действия поливалентных катионов пластовыхвод.
Количество проведенных ремонтов не полностью отражает актуальность проблемы - многие скважины ожидают ремонта. Технология герметизации цементного камня сложна, требуются разбуриваемые пакера с возможностью закачки под большими давлениями (до 25 МПа) тампонажного раствора.
Из всего сказанного вытекают основные задачи, которые предстоит решить в работе: исследование механизма и эффективности воздействия на ПЗП пороховыми газами, оптимизация существующих и разработка новых способов; исследование и совершенствование технологии направленной кислотной обработки карбонатных коллекторов; разработка и исследование методов очистки ПЗП нагнетательных скважин; разработка и исследование методов защиты ПЗП при ремонте скважин; исследование и разработка технологии эксплуатации слабосцементированных пластов; исследование и разработка технологий и техники для зашиты и восстановления эксплуатационной колонны; разработка и исследование методов устранения заколонных перетоков.
Решение этих задач позволит повысить эффективность эксплуатации скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений.
2. Метод увеличинения проницаемости пластов при использовании генератора упругих волн
Метод основан на акустическом воздействии на флюидосодержащие пласты. Генератор упругих волн, смонтированный на устье скважины, по волноводу НКТ, (которые позволяют создавать неразрывный поток жидкости при любых низких уровнях в скважине) заполненным технологической жидкостью, посылает волну сжатия, заданной направленности. ЦА-320 подает рабочий агент под излучатель генератора, при этом гидромолот производит удары по излучателю. Генерируемая упругая волна трансформируется на продольные, поперечные и поверхностные волны с энергией 5-1500 Дж и частотой 0.5-80 Гц проходит по волноводу, разворачивается на отражателе и попадает в пласт. Хорошее акустическое согласование жидкостного волновода с породой способствует высокому коэффициенту полезного воздействия на обрабатываемые отложения. Под воздействием высокого импульсного давления, технологический раствор проникает в естественные трещины, расширяет их, создает новые в соответствии с природой усталостного трещинообразования.
Традиционные методы увеличения дебита скважин хорошо известны: компрессирование скважин, свабирование скважин, однако вышеперечисленные методы не всегда эффективны. Увеличение дебита по скважинам, где проведена обработка упругими волнами, подтверждается документально. Всего, обработка упругими волнами при помощи упругих волн произведена в более, чем 50 скважин.
Кроме того, аналогичным генератором УГСВ-3 проводились обработки продуктивных горизонтов в нефтяных скважинах на предприятиях АО "Нижневолжскнефть", АО "Татнефть", АО "Пурнефтегазгеология", ОАО "Роснефть", ТОО "Гюрал".
Сведения о работе генератора упругих волн УГСВ-3, приведены в таблице 1. Отличие УГСВ-3 от УГСВ-1 в мощности и виде привода, привод УГСВ-1 пневматический, меньше мощность, но она достаточная для работы в водозаборных скважинах. Кроме того, привод от компрессора позволяет производить очистку пласта сразу после обработки.
В качестве генератора упругих волн используется УГСВ-1 и УГСВ-3.
Спецификация:
1. корпус генератора;
2. гидромолот (пневмомолот);
3. подача масла, воздуха со станции управления;
4. сброс масла, воздуха со станции управления;
5. устье скважины;
6. подача рабочего агента от ЦА - 320; ЦН-10;
7. контейнер отражатель;
8. зона перфорации;
9. волновод (НКТ).
Характеристики генераторов упругих волн:
Характеристика УГСВ-3 УГСВ-1
Мощность(кДж) 3 0,13
Энергия волны (Дж) 5-1500 До 1
Глубина скважины (м) 5000 1500
Рабочий агент Жидкость неспособная кольматировать пласт Вода
Радиус действия волны (м) До 400 До 150
Шаг обработки (м) 0,5 - 1,5 0,5 - 1,5
Интервал обработки Без ограничений Без ограничений
Привод генератора Дизель + НШ-100 КомпрессорР=0,7-1,0Мпа,Q=10-20 м3/мин
Привязка отражателя к подошве продуктивного горизонта Геофизическими методами По мере инструмента
Работа генератора по воздействию на пласт происходит следующим образом:
После спуска НКТ с контейнером - отражателем до кровли продуктивного горизонта с привязкой по локатору муфт, НКТ подвешивается на планшайбу, монтируется задвижка и на нее устанавливается генератор на фланцевом соединении. ЦА-320 подает рабочий агент под излучатель генератора, при этом гидромолот производит удары по излучателю. Сформированная волна проходит по волноводу, разворачивается на отражателе и попадает в пласт.Упругая волна продвигается по пласту одновременно с жидкостью, которая подается агрегатом. Обработка пласта происходит снизу вверх, либо сверху вниз с интервалом 0,5 м. - 1,5 м. , выбросом 0,5 м. - 1,5 м. патрубков из верхней части НКТ. После обработки, как правило, скважина какое-то время очищается, так как волна отслаивает продукты загрязнения из призабойной зоны и с внутренней поверхности обсадной колонны.
Хорошее акустическое согласование жидкостного волновода со спущенным отражателем способствует высокому коэффициенту полезного воздействия на коллектор, что приводит к их значительному увеличению приемистости в скважинах.
Высокая эффективность волнового воздействия может быть достигнута при создании в пласте интенсивных сдвиговых деформаций, действующих в насыщенных нефтью породах и оказывающих прямое воздействие на пластовую систему и протекающие в ней процессы.
Волны ударного воздействия имеют большой радиус воздействия и составляют величину порядка десятков и сотен метров от скважины. Их воздействие основывается на импульсном дренировании продуктивных пластов, что приводит:
• к рассредоточению кольматантов по объему пласта;
• к разблокированию зон, целиков, насыщенных пластовым флюидом;
• к развитию "техногенных" микротрещин и изменению структуры скелета пласта.
При циклическом ударном воздействии происходит следующее:
• в зоне перфорационных отверстий вызывается отрыв отложений от стенок поровых каналов;
• волны сжатия, многократно отражаясь, трансформируются в волны напряжения-растяжения, способствующие развитию и образованию новых трещин;
• перепады давления при импульсном воздействии изменяются попеременно по величине и направлению, в результате чего жидкость перемещается из застойных зон и каналов в зоны активного дренирования.
В пласте генерируются колебания, которые должны, по возможности, соответствовать частоте естественных колебаний скелета породы и насыщающих флюидов. Такие колебания вызывают несколько эффектов, отражающихся на жидкостях и остающихся в пласте газах. Они снижают когезионные и адгезионные связи, значительно уменьшают проявление капиллярных сил, слипание между породой и жидкостью, способствуют стимулированию группирования нефтяных капелек в потоки, облегчая течение углеводородов в пористой среде.
Колебания, которые распространяются в продуктивном пласте в виде упругих волн, изменяют контактный угол между жидкостями и пластовой породой, уменьшая гидравлический коэффициент трения. Облегчается течение в направлении скважин, дебиты которых возрастают, и перепады давления на ПЗП увеличиваются. Упругие волны способствуют развитию в пласте осциллирущей силы, что приводит к разным ускорениям пластовых флюидов из-за различия их плотностей. Между жидкими фазами развивается поверхностное трение в связи с разными ускорениями, что способствует выделению теплоты, которая, в свою очередь, снижает их поверхностное натяжение.
Благодаря колебаниям освобождается также защемленный газ, способствующий проявлению эффекта газлифта нефти в скважине. Осциллирующая сила развивает колебательное звуковое давление, которое способствует течению нефти.
Остаточная нефть в истощенном пласте обычно присутствует в виде капелек, диспергированных в воде. Под действием разницы плотностей происходит разделение нефти и воды. Силы притяжения, действующие между колеблющимися капельками одной жидкости в другой, способствуют слиянию капелек нефти.
Данное воздействие также основано на использовании явления тиксотропии. Поведение углеводородов сильно зависит от содержания высокомолекулярных фракций и окружающей температуры. Парафины и другие высокомолекулярные фракции конденсируются в виде игольчатых, напоминающих кристаллы, тел и со снижением температуры количество этих псевдокристаллов растет из-за присоединения конденсата фракций с меньшей молекулярной массой. Конденсат начинает образовывать сетчатую структуру. Образование структурного каркаса резко увеличивает эффективную вязкость углеводородов и, соответственно, снижает их подвижность и способность к фильтрации. Эта посылка особенно актуальна для нефти, находящейся в пласте с низкой температурой.
Нефть с такими свойствами, как и все структурированные среды, обладает свойством тиксотропии, которое заключается в том, что при встряхивании среды происходит резкое снижение вязкости из-за разрушения структурного каркаса. Это явление используется в практике увеличения нефтеотдачи пластов. Исследования подтверждают, что при воздействии низкими частотами импульсы давления распространяются в пласте на 500 м., а, в некоторых случаях, до 2000 м. от источника излучения.
Воздействие на пласт мощными упругими волнами с частотой 0,5-80 Гц перекрывает весь спектр резонансных частот пород коллектора, включая доминантную.
Гидроудары, согласованные по частоте повторения со скоростью ударной волны и глубиной скважины, способны раскачать столб жидкости до получения периодических перепадов давления на забое в десятки МПа. Потери на затухание для инфрачастотных волн составляют 10-12% на километр длины скважины.
Создание перепадов давления способствует не только очистке поровых каналов прискважинной зоны пласта, но и разрушению его скелета. Механизм разрушения следующий. Известно, что для разрыва нетрещиноватой породы необходим градиент давления порядка 23 кПа/м, трещиноватой- 12-13 кПа/м. Повышение давления приводит к расширению существующих трещин коллектора и образованию новых, спад давления сопровождается их смыканием. Повторяющаяся деформация способствует усталостному разрушению породы и выкрашиванию фрагментов пласта, имеющих низкую проницаемость.Изменение скорости и направления движения жидкости в прискважинной зоне пласта при изменении давления на забое позволяет использовать и радиальные, и тангенциальные силы, применять к пластовой породе растяжение, изгиб и сдвиг, т. е. расшатывать, выламывать, выкрашивать ее частицы. Оторванные твердые частицы в струе жидкости являются абразивом, а также выполняют роль проппанта.
Таким образом, при одновременной обработке мощными забойными гидравлическими вибраторами с импульсами давления 5-1500 Дж нескольких скважин, можно достигнуть две цели : возможность расширить контур питания скважин за счет увеличения проницаемости коллектора и улучшить фильтрационную способность нефти.
В итоге такое воздействие приводит к увеличению дебитов скважин и увеличению коэффициента извлечения нефти.
При проведении испытаний практически не отмечено случаев порыва труб. При скорости ударной волны 1350-1550 м/с трубы не успевают деформироваться и не разрушаются даже при высоких величинах импульсного давления.
К преимуществам метода воздействия упругими волнами можно отнести следующее:
• простота оборудования;
• несложность монтажа из-за размещения оборудования на устье скважины;
• противофонтанная безопасность (оборудование можно монтировать на ПВО, или на перфорационную задвижку);
• увеличение приемистости и улучшение свойств коллекторов в несколько раз, что приводит к увеличению дебитов флюидов;
• возможность ввода скважины в эксплуатацию сразу после обработки пласта, не извлекая отражатель;
• равномерная обработка волнами всего коллектора, а при работах по интенсификации притока кислотами и т.д., их проникновение во все участки интервала перфорации (в отличие от гидроразрыва);
• очистка внутренней поверхности НКТ волнами Релея во время обработки;
• как сопутствующий фактор, в результате этого хорошее прохождение приборов ГИС контроля за разработкой месторождений;
• отсутствие высоких давлений в скважине и нежелательных побочных явлений;
• возможность расширить контур питания скважин за счет увеличения проницаемости коллектора и улучшить фильтрационную способность нефти;
• в результате вибровоздействия в работу включаются все пропластки находящиеся в интервале перфорации.
Заключение
Повышение производительности скважин является неотъемлемой частью процесса разработки нефтяного месторождения. Практически все методы, направленные на сохранение или восстановление емкостно-фильтрационных свойств призабойной зоны пласта необходимо рассматривать как прямые методы повышения нефтеизвлечения пластов.
Методы повышения производительности скважин по своему назначению можно разбить на две группы :