ПРИМЕР 1 ДИПЛОМНАЯ РАБОТА. Анализ результатов проведения интенсификации притока флюида к скважи нам на примере Астраханского газоконденсатного месторождения
 Скачать 2.47 Mb.
|
|
Глава 2. Обзор способов воздействия на пласт. Кислотные обработки С целью восстановления исходной проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП) и дальнейшего её увеличения осуществляют КО продуктивного пласта. Метод химического воздействия на ПЗП следует выбирать с учётом гео- лого-физической характеристики продуктивного коллектора, состояния ПЗП скважин перед обработкой, свойств химических реагентов. В таблице 5 пред- ставлены разновидности химического воздействия на ПЗП, систематизирован- ные по ряду определяющих факторов. На практике выделяют несколько основных типов обработок ПЗП. К ним относятся: кислотная ванна; простая кислотная обработка; массированная кислотная обработка; направленная кислотная обработка; глинокислотная обработка; кислотный гидроразрыв пласта (ГРП) 32 Таблица 5 - Разновидности химического воздействия на ПЗП [4] ПАЛЕОНТОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОДУКТИВНОГО КОЛЛЕКТОРА (ПЗП) Карбонатный (пористый, трещиноватый, пористо-трещиноватый) Песчано-карбонатный Песчано-глинистый. ТИПЫ КИСЛОТ Неорганические: соляная, фтористоводородная (плавиковая), серная, углекислота Органические: уксусная, сульфаминовая, муравьиная и т.п. Смеси неорганических и органических кислот КИСЛОТНЫЕ СОСТАВЫ Кислота: химически замедленная; загущённая; промывочная; стабилизированная Кислотные пены (аэрированные или газиро- ванные кислотные растворы ПАВ 3 ) Гидрофобные кислотные эмульсии Термостойкие кислотные эмульсии ИНТЕНСИВНОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ Кислотные промывки Кислотные ванны Внутрипластовые кислотные обработки Простые Массированные Направленные МОЩНОСТЬ И ОХВАТ ВОЗДЕЙСТВИЯ Поинтервальные обработки Селективные обработки Форсированные обработки СОЧЕТАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ С ДРУГИМИ ВИДАМИ ВОЗДЕЙСТВИЯ Термокислотные обра- ботки Кислотные обработки через гид- ромониторные насадки Солянокислотные гидроразрывы Сочетание кислотного воздействия с вибрацией и импульсами высокого давления ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ СКВАЖИНЫ Эксплуатационные (нефтяные и газовые) Нагнетательные Разведочные С аномальными давлениями и температурами ХАРАКТЕР ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ Освоение с удалением продуктов реакции Бездренажное освоение 3 Поверхностно-активные вещества 33 Кислотные ванны предназначены для удаления глинистой корки, очистки фильтровой части скважины и входов в трещины. Кислота поступает в пласт в режиме растворения. Кислотные ванны проводят без давления и под давлением. Скважину перед проведением обработки промывают до забоя (водой, водным раствором ПАВ, водным раствором хлористого кальция, конденсатом, меловым раствором). Устье скважины перед процессом герметизируют. После промывки в скважину закачивают кислоту в объёме, достаточном для заполне- ния её в пределах вскрытой части продуктивного пласта. После реакции сква- жину промывают до забоя легкой жидкостью. Если скважина перед кислотной ванной была заполнена газом, то после обработки кислоты её продувают на фа- кел. При проведении в скважине кислотной ванны под давлением давление на забое скважины должно быть выше пластового, но не выше давления вскрытия пласта. При проведении кислотных ванн концентрация кислоты должна быть 12÷15%, а в скважинах с открытым забоем – до 20%; для глинокислотных ванн концентрация соляной кислоты HCl принимается 14÷16%, а плавиковой HF – 3÷5%. Простую кислотную обработку производят для воздействия на пласт в радиусе зоны загрязнения ПЗП промывочной жидкостью. Перед обработкой скважину до забоя тщательно промывают, после чего ставят кислотную ванну и промывают скважину от кислотного состава. Затем в скважину закачивают и продавливают в пласт кислотный состав в рассчитанном объеме, который вы- держивают в пласте в течение требуемого для его отработки времени. Скважи- ну промывают и осваивают. При простых кислотных обработках кислоту зака- чивают в пласт в режиме проникновения в поры и раскрытые микротрещины. При пониженных пластовых давлениях рекомендуется использовать аэ- рированные кислотные растворы, обладающие высокой стойкостью во време- ни, что позволяет увеличить радиус обработки, улучшить очистку ПЗП от про- дуктов реакции и загрязнений. Для обработки пластов с примесью глинистого материала и с низкими пластовыми давлениями рекомендуется применять солянокислотные пены при 34 степени аэрации 15÷25 и с добавками пенообразующих ПАВ. При кислотных обработках коллекторов с повышенной остаточной водонасыщенностью, в кис- лоту рекомендуется добавлять спирт, чтобы улучшить вынос из пласта продук- тов реакции, воды и увеличить радиус действия обработки. Необходимый объем кислотного состава для проведения кислотной обра- ботки пласта рассчитывается по следующей формуле: 𝑉 к.с. = 𝜋 ∙ ℎ ∙ 𝑚 ∙ (𝑅 об 2 − 𝑅 скв 2 ), (1) где: 𝑉 к.с. – необходимый объем кислотного раствора, м 3 ; ℎ – толщина обрабаты- ваемого пласта, м; 𝑅 об – радиус обработки, м; 𝑅 скв – радиус скважины, м; 𝑚 – эффективная пористость пород. Массированную кислотную обработку производят с целью воздействия на пласт на значительном расстоянии от скважины. Кислотный состав закачи- вают в пласт в режиме раскрытия системы трещин. Технология работ при мас- сированной кислотной обработке аналогична технологии стандартной кислот- ной обработки. Направленную кислотную обработку выполняют для воздействия на определенный интервал всей вскрытой мощности пласта. Обработку можно проводить в скважинах с открытым и закрытым перфорированной колонной за- боем и с установленным фильтром. Технологическая схема процесса следую- щая: глушение скважины; спуск колонны НКТ до подошвы назначенного к обработке объекта; заполнение скважины в зоне продуктивного пласта и колонны НКТ вяз- кой слабо фильтрующейся жидкостью; продавка вязкой жидкости кислотным составом при открытом межтрубном пространстве, при этом кислотный состав должен заполнить ин- тервал ствола скважины в пределах объекта, назначенного к обработке; закачка расчётного количества кислотного состава при закрытом межтрубном пространстве и продавка его в пласт вязкой жидкостью; 35 выдержка в пласте кислотного состава в течение установленного време- ни, после чего происходит смена вязкой жидкости в скважине на промывочную и осваивание скважины. Стоит отметить, что разнообразные технические способы проведения кислотных обработок скважин включают в себя сочетание физико-химических и гидродинамических факторов, комплексным воздействие которых повышает эффективность химического воздействия используемых кислотных составов на ПЗП. Наиболее характерные из них: Последовательная закачка в ПЗП чередующихся порций кислотного со- става и газа, выдержка на реакцию и запуск скважины в работу (т.к. последней порцией является газ, то имеется возможность создавать широкий диапазон де- прессий на ПЗП). Создание на забое депрессии (по данным предварительных исследова- ний напряжения образцов породы, при котором происходит необратимое рас- трескивание, разрыхление, увеличение их проницаемости), поддержание её до повышения и стабилизации дебита флюида и закачка в ПЗП кислотного соста- ва. Гидроимпульсное воздействие на ПЗП (после закачки в пласт кислотно- го состава) гидродинамическим пульсатором давления, установленным на НКТ в интервале обработки, с последующим дренированием пласта. Ударно-волновое воздействие высокой амплитуды на ПЗП (создающее- ся свабированием, либо с помощью специального устройства) при малом рас- ходе рабочего кислотного состава по колонне НКТ. 2.1. Обоснование выбора скважины для проведения КО Для проведения работ по интенсификации притока выбирают скважины: вышедшие из бурения и КРС с дебитами ниже потенциальных; введенные в эксплуатацию с дебитами, значительно ниже потенциаль- ных; с выявленными пропластками, не вовлеченными в эксплуатацию; 36 при падении дебита неадекватно отработанным запасам (снижению пластового давления); низкодебитные, в случае низких дебитов по сравнению с близлежащими скважинами; низкодебитные, вскрывшие пласты с низкими коллекторскими свой- ствами. При выборе объекта обработки учитываются следующие факторы: близость ГВК и количественное содержание воды в продукции скважи- ны; техническое состояние скважины (износ стенок НКТ, ЭК, наличие пере- токов и возможность проникновения кислоты в затрубное и межколонное про- странство, предельно допустимая нагрузка на пакер); количество ранее проведённых на скважине обработок, их основные па- раметры. Выбор объекта для обработки производится посредством геолого- технического обоснования, которое основывается: на показаниях устьевого расходомера; на результатах исследований скважины методом установившихся ре- жимов работы, по которым определяется коэффициент продуктивности и про- ницаемость пласта в пределах ПЗП; на результатах интерпретации геофизических исследований (термомет- рия, расходометрия, определение забойного давления, дефектоскопия), по ко- торым определяются работающие интервалы пласта, значения толщин стенок НКТ и эксплуатационной колонны; на результатах исследований скважин на нестационарном режиме (КВД). 37 2.2. Факторы, влияющие на эффективность проведения кислотной обра- ботки Перед проведением кислотных обработок с закачкой значительных коли- честв кислоты при высоких скоростях нагнетания необходимо учесть некото- рые факторы, среди которых выделяется скорость взаимодействия кислоты с породой в условиях залегания породы. Этот учёт позволяет избежать неоправ- данно больших расходов реагентов. Далее необходимо рассмотреть целесооб- разность применения одного из способов кислотной обработки в следующем порядке: очистка забоя с закачкой малого объёма кислоты (имеется в виду после кислотной ванны); применение замедленно действующей кислоты, гидрофобных кислот- ных эмульсий и кислотных пен для создания каналов или трещин значительной протяженности; применение гидравлического разрыва пласта с использованием недоро- гой жидкости гидроразрыва в песчаниках с малой проницаемостью. В процессе обработки известняка при высоких скоростях закачки кисло- ты она может в определенных условиях прореагировать за 10 мин на 75÷90%. Если принять скорость нагнетания 0,8 м 3 /мин., то за 10 минут в пласт будут за- качаны 8 м 3 кислоты. Первая часть этого объёма, фильтруясь в пласт через трещину, образованную в результате повышения давления, будет наиболее уда- лена от ствола скважины и израсходована в течение 10 минут. К тому моменту, когда следующая порция кислоты достигнет такого же расстояния от ствола скважины, первая порция будет контактировать с породой пласта на стенках трещины в течение 10 минут и также будет израсходована. Вся кислота, нагне- таемая сверх 8 м 3 , будет реагировать с породой в пределах того же радиуса, в котором реагировала с породой первая порция кислоты в количестве 8 м 3 . Зака- чанная (сверх 8 м 3 ) кислота будет расширять трещины, созданные при нагнета- нии первой порции кислоты, а за пределами этого радиуса стенки образовав- 38 шихся трещин будут не нарушены. Эта часть трещины после обработки закро- ется, и эффективная длина трещины будет равна радиусу, на который распро- странилась кислота при закачке ее первых 8 м 3 . При скоростях нагнетания 1,6 и 2,4 м 3 /мин. аналогичная картина будет наблюдаться при увеличении объемов кислоты соответственно свыше 16 и 24 м 3 Кислота является жидкостью, хорошо фильтрующейся в породу, т. е. не- эффективной с точки зрения ее применения в качестве жидкости разрыва. Это следует учитывать, проектируя кислотную обработку при высоких скоростях нагнетания кислоты в известняках или доломитах, имеющих некоторую газона- сыщенность. Утечка кислоты из трещин не ограничивается сжимаемостью и вязкостью пластовых жидкостей и приводит в результате обработки к образо- ванию сравнительно коротких трещин. В таких условиях выгоднее применять кислоты замедленного действия, которые медленнее реагируют с породой и способствуют уменьшению потерь за счет утечек в породу. Карбонатные породы обрабатывают кислотными составами, приготов- ленными на основе соляной кислоты, при этом происходят реакции: известняк 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 + 2𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑎𝐶𝑙 2 + 𝐻 2 𝑂 + 𝐶𝑂 2 ; (2) доломит 𝐶𝑎𝐶𝑂 3 ∙ 𝑀𝑔𝐶𝑂 3 + 4𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑎𝐶𝑙 2 + 𝑀𝑔𝐶𝑙 2 + 2𝐻 2 𝑂 + 2𝐶𝑂 2 (3) В результате реакции карбоната с соляной кислотой получают хлористые кальций и магний, которые хорошо растворяются в воде и остаются в виде рас- твора различной концентрации. Скорость протекания реакции в коллекторах этого типа зависит в основном от давления и температуры. Скорость реакции кислоты в пласте можно снизить путем введения в ее состав добавок или ис- пользования состава с пониженной температурой. Для обработки карбонатных пород, кроме соляной, применяют уксусную кислоту и её смеси, муравьиную кислоту и её смесь с соляной кислотой. 39 При выборе технологии и проведения солянокислотной обработки необ- ходимо, кроме свойств пласта и условий в ПЗП, учитывать ранее проводимые обработки, объём кислоты, закачанной в пласт, количество растворенной при этом породы, степень загрязненности пласта глинистым раствором при глуше- нии (или вскрытии), характеристику промывочной жидкости, близость или наличие пластовых вод. Наиболее благоприятны для обработки соляной кислотойследующие продуктивные пласты: карбонатные пласты с хорошо развитой естественной трещиноватостью, продуктивность которых снижена вследствие их кольматации в процессе вскрытия (глушения); продуктивность скважины возрастает за счет очистки ПЗП; карбонатные пласты, в которых трещиноватость развита слабо и кол- лекторские свойства определяются пористостью (в этом случае значительное увеличение продуктивности скважины обеспечивается образованием дополни- тельных каналов, глубоко проникающих в пласт); пористые карбонатные пласты, в которых снижена проницаемость ПЗП вследствие проникновения промывочной жидкости; плотные нетрещиноватые, слабопористые, низкопроницаемые карбо- натные пласты (повышение продуктивности скважин обеспечивается в резуль- тате создания в пласте трещин и воздействия кислоты). Одним из важных технологических элементов процесса является давле- ние, при котором кислотный состав подается в пласт. Увеличение давления до 25,0 МПа снижает скорость реакции кислоты. Проникновение кислоты в пласт происходит за счёт: растворения карбонатного материала; оттеснения жидкости в пласт через систему его поровых каналов; раскрытия системы микротрещин и фильтрации кислоты по ним; а также по микротрещинам, которые создаются во время обработки путем ГРП. В промысловой практике используют все перечисленные выше методы подачи кислотного состава в пласт. В зависимости от способа подачи кислотно- 40 го состава в пласт определяют давление, которое необходимо поддерживать при проведении закачки. Давление закачки находят в начале процесса: кислот- ный состав закачивают в НКТ с максимально возможной скоростью до тех пор, пока давление закачки не начнёт резко возрастать, в этом случае необходимо снизить темп закачки, чтобы не допустить резкого роста давления. Это давле- ние будет соответствовать условиям фильтрации кислоты через поровые кана- лы. При обработке пласта на режиме подачи кислоты через систему микротре- щин после определения приемистости пласта необходимо медленно увеличи- вать давление закачки до его стабилизации при возрастающей приемистости скважины. Скорость закачки кислотного состава также существенно влияет на эф- фективность процесса кислотной обработки. При низких скоростях закачки ос- новной объем кислоты реагирует непосредственно в ПЗП, и в отдаленные от скважины участки кислота продавливается отреагировавшей. Скорости реакции кислоты с породой в движении выше, чем без движения. Поэтому для обработ- ки кислотой отдаленных от скважины участков пласта необходимо замедлять скорость реакции путем введения добавок, а также увеличивать давление за- качки. Эффективность обработки кислотой пласта, вскрытого пулевой перфо- рацией, низкая и часто сопровождается появлением пластовой воды. Малоэф- фективна также простая обработка кислотой пластов с большим этажом газо- носности, особенно при низких скоростях закачки кислоты. Концентрация кислоты, используемой при КО, выбирается в зависимости от состава пород пласта и наличия эффективного ингибитора коррозии. Пре- дельно допустимая концентрация 25%, при её увеличении резко возрастает вяз- кость продуктов реакции. В том случае, когда в составе пород обрабатываемого пласта есть гипс или ангидрит, концентрация кислоты не должна превышать 15%, если же выше, то гипс и ангидрит растворяются и выпадают в осадок по- сле нейтрализации кислоты, закупоривая при этом поры и каналы пласта. При обработке карбонатных пород с хорошо развитой естественной трещиновато- стью, если нельзя применять замедлители скорости реакции или гидрофобную 41 эмульсию, концентрацию кислоты следует менять ступенчато, закачивая пер- вые порции с максимально возможной для этих условий концентрацией, а затем снижая ее до 10%. Слабопроницаемые и низкопористые известняки и доломи- ты, увеличения притока из которых можно достичь путем растворения большо- го количества карбонатов и получения протяженных каналов растворения, сле- дует обрабатывать кислотой максимально возможной концентрации (учитывая при этом наличие гипса и ангидрита). В промысловой практике наиболее ши- роко для обработки карбонатных коллекторов используют кислоту 12÷15%-ной концентрации. Для обработки терригенных коллекторов применяют глинокислоту, со- стоящую из 8÷10% соляной кислоты HCl с добавлением 3÷5% плавиковой кис- лоты HF к объёму кислотного раствора. |