Разобщение пластов изолирующими пробками из зернистого материала и высоковязкой жидкости - Освоение скважин, вскрывших несколько пластов с различной проницаемостью
Для изоляции нижних пропластков на период воздействия (1-3 ч) на выбранный интервал создают изолирующие забойные пробки из зернистого материала, который со временем полностью растворяется в обрабатывающей, пластовой или специальной жидкости: в нагнетательных скважинах - в воде, а в эксплуатационных - в нефти.
Для нагнетательных скважин в качестве зернистого материала испытывали кристаллическую поваренную соль, гранулированный тринатрийфосфат и суперфосфат; для нефтяных скважин - нафталин. Испытания проводили на лабораторной установке, имитирующей перфорированную часть ствола скважины и представляющей собой стеклянную трубу диаметром 79 мм, длиной 100 см, на боковой поверхности которой через 15 см установлены краны для отбора проб. На входе и выходе установлены манометры и счетчики расхода. Так как кристаллическая поваренная сольдоступный и недорогой материал, то в основном опыты проводили с этим материалом. Опыты проводили при температуре 20-30 °С, характерной для забоя нагнетательных скважин месторождений БССР, Татарии, Башкирии.
Пробки создавались из кристаллов соли диаметром не более 3 мм. В зависимости от величины кристаллов соли, вида жидкости, в которой растворяется соль, проницаемость намытой пробки колебалась в широких пределах -- от 2--3 до 20 - 30 мкм2.
Цель лабораторных опытов - подбор кристаллического растворимого материала для создания забойной пробки, разработка технологии намыва ее на забое скважины и определение условий регулирования времени сохранения пробки на забое на время воздействия.
Время растворения пробки определяли по формуле:
T = Q/q, (1.1)
Где Q -- количество жидкости, необходимое для растворения всей пробки; q -- количество жидкости, которое фильтруется через пробку в единицу времени.
(1.2)
Где V -- объем пробки; Qo -- количество жидкости, необходимое для растворения единицы объема пробки; H -- начальная высота пробки; D -- диаметр скважины.
При фильтрации, подчиняющейся линейному закону, через пробку расход жидкости будет
(1.3)
Где ?р -- перепад давления; k' -- проницаемость пробки; рd2/4 -- площадь фильтрации пробки; h' -- текущая высота пробки; µ -- вязкость фильтрующейся жидкости.
Величины k' и h' изменяются в процессе растворения пробки. Так, проницаемость k' по мере растворения пробки снижается за счет уплотнения ее верхней части и накопления нерастворимого осадка на поверхности фильтрации; h' уменьшается от величины h до нуля.
Для ориентировочных расчетов текущий расход жидкости через пробку можно определять по эмпирической формуле:
(1.4)
Подставляя в (1.1) значения Q и q, получим уравнение для определения времени растворения пробки:
(1.5)
Для выяснения влияния перепада давления на пропускную способность пробки из зернистой поваренной соли проводили опыты на стенде, в котором стеклянную трубку заменили стальной. Для исключения растворения через пробку из поваренной соли фильтровали керосин при различных перепадах давления. Из результатов опыта (рис. 4) видно, что с ростом перепада давления увеличивается пропускная способность пробки (кривая 1) может наблюдаться уплотнение пробки с увеличением р (кривая 2).
Из (1.5) видно, что величины h, qO, µ, ?р для каждой конкретной скважины остаются постоянными и регулировать время растворения пробки можно, изменяя ее проницаемость. С этой целью можно применять гашеную известь, раствор ССБ и др. Добавка наполнителя в количестве до 10% от объема намываемой пробки снижает проницаемость пробки в несколько раз, делая ее практически герметичной.
Рис. 4. Зависимость пропускной способности пробки из поваренной соли от давления прокачки.
- 1 - при повышении давления; 2 - при снижении давления.
Пользуясь формулой (1.5), можно определить время растворения соляной пробки на забое скважины. Принимая следующие значения величин: высоту перемычки между пропластками H=10 м; µ= 1 мПа-с; ?р=20,0 МПа; /к' = 30,6 мкм2 для поваренной соли при 20 °С, qО= = 6 см3/см3, получим время растворения пробки около 3 ч, т. е. практически достаточное для поинтервального воздействия.
На основании лабораторных опытов была предложена технология поинтервального воздействия с изоляцией нижних пропластков пробкой из растворимого материала (рис. 5).
Через насосно-компрессорные трубы 1 намывают в колонне 2 забойную пробку 4 из растворимого материала (рис. 5, а) с использованием жидкости, в которой он не растворяется.
Объем пробки подбирают таким, чтобы она перекрывала на 5-10 м верхние перфорационные отверстия 3 нижнего изолируемого пропластка 5. Затем обрабатывают верхний пропласток (рис. 5, б). После его обработки скважину пускают в работу, забойная пробка со временем растворяется, открывая нижний пропласток (рис. 5, а). Если для создания забойной изолирующей пробки использовать зернистый материал, который, растворяясь в скважинной или пластовой жидкости, образует химически активный раствор, взаимодействующий с породой пласта, то при изоляции нижних пропластков пробкой из таких материалов и последующем ее растворении будет одновременно обрабатываться и нижний пропласток (рис. 5, в). Таким образом в процессе одной технологической операции воздействию подвергаются и нижний, и верхний пропластки 6.
В качестве зернистого материала в таких случаях можно использовать тринатрийфосфат (Na3P04- 12Н20) и сульфами-новую кислоту (HSO3NH2), водный раствор которой взаимодействует с карбонатными породами. Причем скорость реакции взаимодействия этих реагентов с карбонатной породой значительно ниже, чем у соляной кислоты, поэтому происходит более глубокая обработка пласта.
Промысловые и стендовые испытания показывают, что пробки из зернистого материала довольно надежно перекрывают обсадную колонну, но при негерметичном цементном кольце такая изоляция может быть недостаточной. Для изоляции пропластков при поинтервальном воздействии известно применение высоковязких жидкостей.
А Б В
Рис. 5 Схеме изоляции пластов растворимой пробкой
Для разжижения изолирующей жидкости в намеченном интервале применяют забойные устройства (рис. 6). Их работа основана на использовании теплоты, выделяемой при экзотермической реакции между соляной кислотой и магнием.
Известны реакционные наконечники, в которых происходит реакция между магнием и кислотой.
Корпус 1 выполнен в форме трубы и имеет отверстия 6 расчетного размера, расположенные в один ряд. Размер и число отверстий зависят от объема кислоты и скорости ее прокачки. По внешней стороне корпуса установлены камеры 2 для хранения магниевых стержней 5 таким образом, чтобы стержни располагались против отверстий для истечения соляной кислоты. В камере имеются пружина 4 и упорный винт 3, которые обеспечивают выдвижение магниевого стержня по мере его срабатывания в зону истечения соляной кислоты. Для фиксирования магниевых стержней и центровки устройства в стволе скважины предусмотрены упорыцентраторы 8. В корпусе размещены подпружиненная втулка-затвор 7, пружина 9 и стопорные штифты 10. Для пуска устройства в работу служит шарик 11, сбрасываемый с поверхности.
Устройство работает следующим образом. Его спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах и устанавливают против интервала пласта, подлежащего обработке. Отверстия 6 в корпусе 1 должны быть перекрыты
Втулкой-затвором 7. В таком положении рабочая жидкость проходит через устройство и башмачный патрубок в кольцевое пространство ствола скважины (рис. 5,а). Перед закачкой соляной кислоты в трубы сбрасывают шарик 11, который садится в седло втулки-затвора. При продолжении закачки повышается давление в трубах, втулка с шариком спускается на стопорные штифты 10 и открываются отверстия 6, через которые соляная кислота попадает на магниевые стержни (рис. 5, б). Кислота, соприкасаясь со стержнями, реагирует и нагревается. Подогретая кислота разжижает жидкость в кольцевом пространстве и фильтруется в пласт.
Так как магниевый стержень вне зоны истечения кислоты находится в камере 2, То контакт кислоты с магнием, а вследствие этого и прогрев кислоты будут происходить в небольшом интервале (до 0,5 м), что обеспечит обработку кислотой узких интервалов пласта. После обработки шарик 1 обратной промывкой извлекают из труб и скважину пускают в работу.
Рис. 6. Забойное устройство для направленного под огрева забоя
А -- перед прокачкой соляной кислоты; б -- во время прокачки соляной кислоты
Предлагаемый способ можно применять для поинтервального воздействия в нефтяных и нагнетательных скважинах (рис. 7). В качестве высоковязкой жидкости для изоляции пропластков в стволе скважины можно применять в нефтяных скважинах водонефтяные эмульсии, в нагнетательных -- ССБ.
После окончания работ необходимо вязкую малофильтрующую-ся жидкость удалить обратной промывкой с допуском насосно-компрессорных труб от забоя из ствола скважины и прифильтровой части пласта, так как она будет препятствовать нормальной эксплуатации скважины. Это увеличивает время работы и их стоимость.
Для устранения этого недостатка можно применять вязкую малофильтрующуюся жидкость с регулируемым сроком стабильности. В результате изолирующая высоковязкая жидкость теряет свою вязкость к моменту продавки последней порцией кислоты и выносится вместе с продукцией скважины на поверхность. Технология остается прежней.
В качестве высоковязкой малофильтрующейся жидкости можно использовать для нефтяных скважин водонефтяную эмульсию с добавками ПАВ. Изменяя объемы добавок ПАВ, можно в широких пределах регулировать время стабильности эмульсии.
Таким образом, применение для изоляции пластов высоковязкой жидкости с регулируемым временем стабильности исключает заключительные работы по очистке скважины от высоковязкой жидкости, что позволяет упростить и ускорить обработку.
Рис. 7. Схема поинтервального воздействия на пласт:
А - Начало закачки со способом шарика; Б - посадка шарика на седло; В - продавка кислоты в намеченный интервал; 1 - обрабатывающая жидкость; 2 - высоковязкая изолирующая жидкость; 3 - интервал перфорации; 4 - скважинная жидкость; 5 - забойное устройство; 6 - каверна; 7 - пласт.
Похожие статьи
-
При освоении только нижнего пласта вышележащие интервалы обычно изолируют пакером, который устанавливают в неперфорированной колонне над обрабатываемым...
-
Для освоения одного из средних пластов нижележащие пласты перекрывают изолирующей пробкой, а вышележащие пакером (см. рис. 1 ,в). Реже пласты разобщают...
-
Поэтапное вскрытие и освоение пластов и пропластков способствует повышению дебитов скважин и улучшению состояния разработки месторождений. Однако...
-
Существует несколько технологических схем разобщения пластов пои их поинтервальном освоении (рис. 1). Перекрытие пластов изолирующими пробками Применяют...
-
Рассмотрим, как в результате создания каверн перераспределяется давление в призабойной зоне пласта при гидроразрыве. Пусть имеется скважина с двумя...
-
Изоляция пластов нефильтрующейся высоковязкой жидкостью (см. рис. 1, е) применяется для разобщения пластов, между которыми нарушено цементное кольцо за...
-
В настоящее время для образования каналов, соединяющих продуктивный пласт со стволом скважины, применяют кумулятивную, пулевую или гидропескоструйную...
-
Введение - Освоение скважин, вскрывших несколько пластов с различной проницаемостью
Исследования многих месторождений нефтегазодобывающих районов показывают, что на большинстве из них совместно эксплуатируется несколько пластов или...
-
Освоение скважин - комплекс работ по вызову притока жидкости (газа) из пласта в скважину, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными...
-
Технические жидкости Рабочие жидкости для ГРП представляют собой эмульсии и жидкости на углеводородной или водной основах. Наиболее часто в процессе ГРП...
-
Кислотные обработки (КО) скважин предназначены для увеличения проницаемости ПЗП, для очистки забоев (фильтров), ПЗП, НКТ от солевых,...
-
Рассмотрим установившуюся фильтрацию жидкости и газа в деформируемом чисто трещиноватом пласте, в котором проницаемость изменяется в зависимости от...
-
Вынос жидкости и проппанта из скважины после ГРП. Оптимальные процедуры выноса жидкости и проппанта для каждой скважины являются индивидуальными. Если...
-
Первичное вскрытие продуктивных пластов: Основными причинами снижения проницаемости прискважинной зоны являются репрессия, продолжительность ее действия,...
-
Критерии выбора скважин, Процесс ГРП - Гидравлический разрыв пласта
Критерии выбора скважин были определены исходя из особенностей строения Сугмутского месторождения и схемы его разработки. 1 Для проведения ГРП...
-
Система контроля процессов разработки залежей нефти и газа должна обеспечить получение информации о распределении давлений по площади каждого пласта, о...
-
Подбор скважин, подготовка данных и проектирование ГРП При выборе кандидатов для ГРП необходимо сделать следующие шаги: - сбор данных о характеристиках...
-
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА - Бурение нефтяных и газовых скважин
1. Следует использовать только чистые жидкости без твердой фазы. Общая концентрация твердой фазы в таких - жидкостях не должна превышать 200 мг/л, что...
-
Технология и моделирование процесса ГРП Гидравлический разрыв - процесс, при котором давление жидкости воздействует непосредственно на породу пласта...
-
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Продолжительность твердения цементных растворов для кондукторов - 16 ч, а для промежуточных и эксплуатационных колонн - 24 ч. Продолжительность твердения...
-
Расчет параметров гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Данные, необходимые для расчета параметров проведения ГРП и параметров трещины, представлены в табл. 41. Таблица 41. Параметры скважины-кандидата...
-
Анализ причин снижения продуктивности скважин - Потымецкое куполовидное поднятие
В процессе добычи нефти, вся извлеченная жидкость проходит через призабойную зону добывающих скважин, а вся нагнетаемая жидкость через призабойную зону...
-
ТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Технология цементирования складывалась на основе многолетнего практического опыта и совершенствовалась с использованием достижений науки и техники. На...
-
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ГАЗОВЫХ, НЕФТЯНЫХ И ВОДНЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Газо-, нефте - и водопро явления. В разбуриваемых пластах могут находиться газ, вода и нефть. Газ через трещины и поры проникает в скважину. Если...
-
Кислотные обработки. - Тобойское месторождение
Наиболее распространенным видом являются обычные кислотные обработки. Ведется этот процесс с обязательным задавливанием кислоты в пласт. Схема...
-
Технология проведения СКО, Количество кислоты и ее концентрация - Тобойское месторождение
Количество кислоты и ее концентрация При проектировании солянокислотных обработок количество соляной кислоты принимается в зависимости только от...
-
Приток жидкости, газа, воды или их смесей к скважинам происходит в результате установления на забое скважин давления меньшего, чем в продуктивном пласте....
-
Основная причина низкой продуктивности скважин наряду с плохой естественной проницаемостью пласта и некачественной перфорацией -- снижение проницаемости...
-
Вызов притока пластового флюида осуществляется понижением уровня жидкости в колонне с помощи компрессора. При освоении скважины компрессором, в скважину...
-
УСЛОВИЯ БУРЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ - Бурение нефтяных и газовых скважин
В процессе бурения нарушается равновесие пород, слагающих стенки скважин. Устойчивость стенок зависит от исходных прочностных характеристик горных пород,...
-
Технические жидкости: Рабочие жидкости для ГРП представляют собой эмульсии и жидкости на углеводородной или водной основах. Наиболее часто в процессе ГРП...
-
Вскрытие продуктивных пластов, в основном, осуществляют долотом того же диаметра, что и бурение вышележащего интервала. Эксплуатационная колонна...
-
Скважина, на которой будет проводиться КГРП, должна удовлетворять следующим требованиям: Конструкция скважины должна соответствовать техническим и...
-
Состояние колонн труб. Инженер, проектирующий ГРП, должен учитывать параметры и состояние колонн труб. Колонны труб имеют определенные пределы текучести...
-
Причины снижения проницаемости ПЗП Призабойная зона скважины - участок пласта, непосредственно прилегающий к забою скважины. Здесь скорость движения...
-
Расчет параметров закачки производится инженерной службой организации, которая производит гидроразрыв, после получения исходных параметров по скважине от...
-
Описание технологии ГРП - Использование гидравлического разрыва пласта при добыче нефти
1) Геологической службой управления составляется информация установленной формы для расчета ГРП. 2) Составляется программа проведения ГРП по результатам...
-
Методы увеличения нефтеотдачи Часто бывает необходимым увеличение продуктивности (приемистости) скважины. Почти каждая скважина может быть рассмотрена...
-
Оборудование, применяемое при ГРП на Повховском месторождении На Повховском месторождении ТПП "Когалымнефтегаз" гидравлический разрыв пласта производится...
-
Методы увеличения нефтеотдачи Часто бывает необходимым увеличение продуктивности (приемистости) скважины. Почти каждая скважина может быть рассмотрена...
Разобщение пластов изолирующими пробками из зернистого материала и высоковязкой жидкости - Освоение скважин, вскрывших несколько пластов с различной проницаемостью