Методы воздействия на пзс реферат

Обновлено: 02.07.2024

СОДЕРЖАНИЕ:
1)Введение……………………………………………………………………….2
2)Кислотная обработка пласта………………………………………………..2-4
3)Гидравлический разрыв пластов…………………………………………..4-5
4)Гидропескоструйная перфорация………………………………………….5-6
5)Теплофизические методы воздействия……………………………………6-7
6)Импульсно-ударное и вибрационное воздействие……………………. 7-9

МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОИНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА.Призабойная зона скважин (ПЗС)—наиболее уязвимое место системы пласт—скважина. Поэтому от ее проводимости в значительной мере зависит дебит скважин. Эта зона подвергается интенсивному воздействию буровым и цементным растворами, которые в ряде случаев значительно ухудшают фильтрационные свойства пород. Дебиты скважин со временем могут падать в связи с отложением в поровых каналах призабойной зоны парафина,смолистых веществ и минеральных солей. В зависимости от причин низких фильтрационных свойств пород этой зоны предложены различные методы воздействия на них с целью повышения дебитов скважин.
Сущность большинства этих методов одинакова как для нефтяных, так и газовых залежей. Различия могут быть лишь в некоторых деталях технологии осуществления процессов воздействия, вытекающих из специфики строения исвойств пластов газовых и газоконденсатных месторождений и различия условий в скважинах нефтяных и газовых залежей. В основе всех методов воздействия на призабойную зону скважин лежит принцип искусственного увеличения проводимости пород, осуществляемый химическими, механическими или тепловыми средствами.
К химическим методам относятся различные виды кислотных обработок. Механическое воздействиеосуществляется для формирования в породах трещин и каналов высокой проницаемости путем гидравлического разрыва пластов и с помощью им-пульсно-ударного воздействия и взрывов. Тепловые обработки применяют для удаления из поровых каналов отложений парафина и смол.

1. КИСЛОТНАЯ ОБРАБОТКА ПЛАСТА
Для обработки скважин применяют соляную НС1, серную H2S04 и фтористоводородную HF и др. Основная задачакислотной обработки — образование глубоко проникающих в пласт каналов разъедания, соединяющих забой скважин с насыщенными нефтью и газом участками пласта.
Солянокислотное воздействие на призабойную зону пласта используют при содержании в породе карбонатов кальция, магния и других минералов, активно реагирующих с кислотой. Иногда в процессе кислотного воздействия очищается поверхность забоя от глинистойкорки (кислотные ванны) или в призабойной зоне образуются камеры-полости для накопления нефти. 1 кг чистого НС1 растворяет 0,73 кг известняка (СаСОз).
Для борьбы с коррозией и во избежание образования в поровых каналах высококонцентрированных продуктов реакции (СаС12 в смеси с СО2) повышенной вязкости применяют соляную кислоту концентрацией, равной 10—15 %. Поэтому для растворения значительных по объемуполостей необходимо использовать десятки кубометров кислоты. Во время обычных кислотных обработок нагнетается на каждый 1 м толщины обрабатываемого пласта от 0,4 до 1,5 м3 раствора кислоты в зависимости от проницаемости пород, строения пласта и очередности обработок. При повторном процессе объем закачиваемой кислоты увеличивается. В малопроницаемые пласты с низким давлением нагнетают меньшие объемыкислоты с концентрацией НС1 8—10%, чтобы облегчить удаление продуктов реакции из пор.
Соляная кислота даже незначительной концентрации агрессивна по отношению к металлу. Для борьбы с коррозией в нее добавляют ингибиторы (до 1 %), защищающие металл от воздействия кислоты (уникол, формалин, реагент И- 1-А, ПБ-5, катапин А и др.). При концентрации до 0,1 % по объему ка-тапин А способен снижатькоррозионную активность кислоты в несколько десятков раз. Для удаления вредных примесей, ухудшающих результаты обработок (хлорное железо, серная кислота), в кислоту добавляют 2—3 % стабилизаторов (хлористый барий, уксусная кислота), которые переводят эти вещества в растворимые соли. Иначе серная кислота, реагируя с известняком, образует нерастворимый в воде гипс CaS04X Х2НгО.

Актуальность данной темы. В процессе добычи нефти вся извлекаемая пластовая жидкость - нефть, вода и газ - проходит через призабойные зоны добывающих скважин и вся нагнетаемая в пласты вода - через ПЗС нагнетательных скважин.

Эти процессы происходят при температурах и давлениях, отличных от тех, при которых эти жидкости (или газы) были первоначально на поверхности или в пласте. В результате в ПЗС, как в фильтре, могут откладываться как различные углеводородные компоненты (смолы, асфальтены, парафины и др.), так и различные соли, выпадающие из растворов в результате нарушения термодинамического равновесия.

Для снижения фильтрационных сопротивлений необходимо осуществлять мероприятия по воздействию на ПЗС для повышения проницаемости, улучшения сообщаемости со стволом скважины и увеличению системы трещин или каналов для облегчения притока и снижения энергетических потерь в этой ограниченной области пласта.

Все методы воздействия на ПЗС можно разделить на три основные группы: химические, механические и тепловые.

Химические методы воздействия целесообразно применять только в тех случаях, когда можно растворить породу пласта или элементы, отложение которых обусловило ухудшение проницаемости ПЗС, как например, соли или железистые отложения и др. Типичным методом воздействия является простая кислотная обработка.

Механические методы воздействия эффективны в твердых породах, когда создание дополнительных трещин в ПЗС позволяет приобщить к процессу фильтрации новые удаленные части пласта. К этому виду воздействия относится ГРП.

Тепловые методы целесообразны только в тех случаях, когда в ПЗС произошло отложение твердых пли очень вязких углеводородов, таких как парафина, смол, асфальтенов, а также и при фильтрации вязкой нефти. К этому виду воздействия относятся прогревы ПЗС глубинным электронагревателем, паром или другим теплоносителем.

Существуют разновидности методов воздействия на ПЗС, которые сочетают характерные особенности перечисленных трех основных.

Например, термокислотная обработка скважин сочетает в себе как химическое воздействие на породу пласта, так и тепловое воздействие в результате выделения большого количества теплоты при химической реакции со специально вводимыми веществами и т. д.

Таким образом, выбор метода воздействия основывается на тщательном изучении термодинамических условий и состояния ПЗС, состава пород и жидкостей, а также систематического изучения накопленного промыслового опыта на данном месторождении.

Цель работы. Рассмотреть методы воздействия на призабойную зону скважины.

а) узнать какие основные методы воздействия на призабойную зону скважины существуют, и как они проводятся;

б) ознакомиться с техникой безопасности при кислотных обработках скважин.

МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ СКВАЖИНЫ

Физические методы

Виброобработка ПЗС для создания на забое скважины с помощью специальных устройств - вибраторов колебаний давления различной частоты и амплитуды в процессе закачки той или иной жидкости в пласт. Процесс отличается от гидравлического разрыва тем, что к спущенным в скважину НКТ привинчивается вибратор - генератор колебаний давления.

Вибратор представляет собой два соосных цилиндра с короткими косыми вертикальными прорезями. Наружный цилиндр - золотник может вращаться вокруг вертикальной оси подобно турбинному колесу. Истечение жидкости из наружного цилиндра - золотника происходит под некоторым углом к касательной цилиндра, вследствие чего создается реактивный момент, приводящий этот цилиндр во вращательное движение. При совпадении прорезей жидкость выходит из НКТ, при несовпадении она на мгновение останавливается.

Таким образом, создаются импульсы давления, частота которых может изменяться от числа прорезей в золотнике и скорости его вращения, зависящей в свою очередь от расхода жидкости.

Операция осуществляется так же, как гидроразрыв пласта при использовании того же оборудования. Кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной герметизируется пакером с установкой якоря. Через НКТ насосными агрегатами закачивают жидкость.

Разработаны несколько типов вибраторов (табл. 2). В качестве жидкости рекомендуется использовать нефть, раствор НС1, керосин и смеси этих жидкостей. На одну виброобработку расходуется до 100 м3 жидкости. Расход раствора НС1 или керосина берется из расчета 2 - 3 м3 на 1 м толщины пласта.

Вибратор	Длина, мм	Диаметр, мм	Оптимальный расход, л с	Частота пульсации, с -1
ГВЗ-85	10 - 12
ГВЗ-108	15 - 20
ГВЗ-135	30- 35

Таблица 2 - Техническая характеристика вибраторов

Имеются основания считать, что колебания давления будут быстро затухать при удалении от золотника, и в пласте они едва ли будут настолько значительны, чтобы вызвать образование трещин в пласте. Приводимые в литературе сведения об эффективности метода вибровоздействия, возможно, объясняются действием кислоты, промывки ПЗС растворителями (керосин, нефть) и удалением, таким образом, отложений парафина и асфальтосмолистых веществ.

2.5.2 Магнитные методы обработки призабойной зоны пласта

Воздействие магнитных полей следует отнести к наиболее перспективным физическим методам. Использование в нефтедобыче магнитных устройств для предотвращения АСПО началось в пятидесятые годы XX века, но из-за малой эффективности широкого распространения не получило. Отсутствовали магниты, достаточно долго и стабильно работающие в условиях скважины. Примерно с 1995 г. интерес к использованию магнитного поля для воздействия на АСПО значительно возрос, что связано с появлением на рынке широкого ассортимента высокоэнергетических магнитов на основе редкоземельных материалов (РЗМ).

Магнитные методы обработки используют для предупреждения образования солеотложений в нефтяной промышленности этот способ начал испытываться с 1964 года. Вначале его испытывали на месторождениях Азербайджана. В последующем испытания проводили на промыслах Оренбургской области, Башкирии, Западной Сибири с весьма различными результатами.

Под воздействием магнитного поля определенной напряженности и полярности растворенные в воде соли при определенной скорости воды меняют свою структуру. В результате, растворенные в воде соли магния и кальция не осаждаются, а выносятся потоком смеси как мелкодисперсный кристаллический шлам.

Таким образом, магнитная обработка водонефтяной смеси при достаточно обоснованном выборе параметров магнитных устройств (МУПС) в режиме их работы способствует уменьшению их отложения.

3.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТКАХ

При обработке скважин соляной кислотой требуются особые меры предосторожности. Несоблюдение правил техники безопасности может привести к тяжелым последствиям — отравлениям, ожогам и даже полной потере трудоспособности.

Соляная кислота, попадая на незащищенные части тела человека, вызывает ожоги. Особую опасность представляет концентрированная кислота. Переливать эту кислоту необходимо при помощи сифона или самотечного трубопровода.

С учетом свойств применяемых кислот установлена норма обеспечения работающего персонала спецодеждой (костюмы суконные, фартуки прорезиненные, сапоги резиновые и т. д.).

Особенно необходимо строго следить за наличием в местах работ предметов индивидуальной защиты и за обязательным использованием этих предметов и приспособлений членами бригад. К числу таких защитных приспособлений относятся: фильтрующий промышленный противогаз; защитные очки из органического стекла для работы с плавиковой кислотой; защитные очки из обычного стекла для работы со всеми другими кислотами и реагентами, резиновые перчатки, обувь, фартуки.

Если брызги кислот попадают в глаза, необходимо немедленно промыть глаза большим количеством чистой воды, а затем слабым раствором двууглекислой соды для нейтрализации капелек кислоты на роговице глаз. При попадании кислоты на тело необходимо обильно обмыть это место большим количеством чистой воды.

При работах с кислотой на рабочем месте должна быть предусмотрена аптечка со следующими медикаментами: магнезиальной мазью (против ожогов от плавиковой кислоты); растворами соды и борной кислоты; 2%-ным раствором новокаина; 0,5%-ным раствором дикана с адреналином; раствором аммиака.

Учитывая, что при пенокислотных обработках на выкиде из аэратора образуется смесь кислоты, ПАВ и сжатого воздуха (или газа), аэратор необходимо располагать как можно ближе к устью скважины. Для предотвращения попадания кислоты в воздушную линию компрессора вход в аэратор необходимо оборудовать обратным клапаном.

При необходимости остановки процесса закачки аэрированной кислоты, обработанной ПАВ, в первую очередь следует отключать кислотный агрегат, а затем компрессор.

При пенокислотных обработках особое внимание необходимо обращать на тщательность опрессовки оборудования после его обвязки.

Воздействия на призабойную зону увеличивают нефтеотдачу пласта и производительность скважины.

В данной письменной экзаменационной работе были рассмотрены основные методы воздействия на призабойную зону скважины, и порядок проведения этих методов. А именно были рассмотрены тепловые обработки, термогазохимические обработки, обработки соляной кислотой, гидравлический разрыв пласта, и физические методы. Более распространенными и эффективными являются соляно кислотные обработки, а так же гидравлический разрыв пласта.

5.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. Справочник по добыче нефти; под ред. К.Р. Уразакова. 2000. - 374 с.

2. Вакула Я.В. Основы нефтегазопромыслового дела. Учебное пособие для студентов, Альметьевск, 2009. - 328 с.

3. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. - М.; Наука, 2000. - 414 с.

4. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. - М.: ДизайнПолиграфСервис, 2007. - 544 с.

5. Липаев А.А., Кочетков В.Д., Мусин М.М. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, Альметьевск, 2006. - 280 с.

6. Лысенко В.Д., Грайфер В.И. Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений - М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. -562 с.

8. Мищенко И.Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. - М.: Нефть и газ, - 190 с.

9. Нюняйкин В.Н., Галеев Ф.Ф, Зейгман Ю.В., Шамаев Г.А. Справочник нефтяника. - Уфа: Башкортостан, 2001 год. - 264 с.

10. Росляк А.Т. Разработка нефтяных и газовых месторождений: Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2003. - 92 с.

11. Слюсарев Н.И. Технология и техника повышения нефтеотдачи пластов: Учеб. пособие / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб, 2003. - 78 с.

ВВЕДЕНИЕ

Все методы воздействия на ПЗС можно разделить на три основные группы: химические, механические и тепловые.

Цель работы. Рассмотреть методы воздействия на призабойную зону скважины.

а) узнать какие основные методы воздействия на призабойную зону скважины существуют, и как они проводятся;

б) ознакомиться с техникой безопасности при кислотных обработках скважин.

МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ СКВАЖИНЫ

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Текущий и перспективный периоды разработки нефтяных, нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений как в целом по России, так и в основных нефтедобывающих регионах характеризуются возрастанием доли трудноизвлекаемых запасов и малоэффективных залежей.Исходя из вышесказанного, целью нашей работы является изучение виброволновых методов увеличения нефтеотдачи.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Методы воздействия с использованием скважинных источников 5
1.1.Виброволновые 5
1.2. Импульсно-ударные 9
1.3. Акустические 10
2. Методы воздействия с поверхности и с устья скважин 14
2.1. Вибросейсмические 14
2.2. Дилатационно-волновые 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТEPАТУPЫ 22

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат.doc

2. Методы воздействия с поверхности и с устья скважин

2.1. Вибросейсмические

Еще в XIX в. некоторые предприимчивые владельцы наклонных нефтяных скважин в США выкапывали вокруг устья глубокие траншеи и укладывали в них мешки с порохом. После серии взрывов дебиты скважин значительно увеличивались. Толчком к систематическим использованиям влияния вибрационно-сейсмических процессов на нефтегазовые месторождения послужили наблюдения за землетрясениями. Обнаружилось, что во время землетрясений изменяются пластовые давления и дебиты скважин. Так, землетрясение в Южной Калифорнии в 1952 г. вызвало местами десятикратное повышение давления на устьях фонтанирующих скважин, которое держалось более двух недель. На Новогрозненском месторождении во время землетрясений 1950 и 1955 гг., интенсивность которых достигала 6…7 баллов, происходило повышение пластовых давлений и добычи нефти во время Дагестанского землетрясения в 1970 г. добыча нефти повышалась на нефтяных залежах в радиусе более 200 км от эпицентра.

Кроме того, известны случаи влияния на нефтяные залежи вибросейсмического воздействия, вызываемого работающими турбинами ГЭС и движением тяжеловесных железнодорожных составов вблизи месторождений (на дебиты, а также уровни жидкости в скважинах) [6, с. 88].

Рис. 3. Схема вибросейсмического воздействия на пласт с использованием наземных виброисточников:

1 – продуктивный пласт, 2 – сейсмоприемник, 3 – виброисточники, 4 – электрическая подстанция, 5 – система питания и управления (СПУ), 6 – каротажная станция с подъемником

Методы вибросейсмического воздействия на пласт с целью повышения нефтеотдачи разработаны и испытаны в Институте физики Земли РАН, ВНИИнефти, ГНЦ РФ ВНИИгеосистем, ИГД СО РАН и других А.Г. Асан-Джалаповым, Ю.С. Ащепковым, В.Л. Барабановым, В.Н. Белоненко, О.Л. Кузнецовым, А.В. Николаевым, А.В. Николаевским, Н.П. Ряшенцевым, Э.М. Симкиным, Б.Ф. Симоновым, И.А. Чиркиным и др. Вибросейсмическое воздействие на пласт осуществляют с помощью вибросейсмических источников, размещаемых на поверхности Земли (рис. 3), а также сейсмовибраторов, устанавливаемых на устье скважин, и с использованием трубно-стержневого волновода (рис. 4).

Рис. 4. Устье скважины, оборудованное для вибросейсмического воздействия на пласт с использованием волновода

Последний представляет собой специальную компоновку из НКТ бурильных труб, нижний конец которых упирается через болванку в зацементированную ударную плиту. При использовании поверхностных источников зона прямых эффектов охватывает лишь неглубоко залегающие пласты 200. 300 м, а в случае сейсмовибраторов, устанавливаемых на устье скважин, и передачи упругой энергии в пласт через волноводы прямые эффекты достигаются непосредственно в продуктивном пласте на расстояниях, сопоставимых с межскважинными. Кроме этого, за счет веса волновода в пласте создаются зоны дилатации (paзyплотнения).

Анализ результатов проведенных работ свидетельствует, что при ВСВ достигаются дегазация геологических сред, перераспределение напряженно-деформированного состояния массива пород, изменение физических свойств пластовых флюидов, увеличение дебитов скважин, снижение обводненности продукции, увеличение проницаемости ПЗП, изменение водонасыщенности и фазовых проницаемостей, а также вовлечение в разработку застойных зон. В результате опытно-промышленного применения ВСВ на старых истощенных месторождениях дополнительно добыто более 400 тыс. т нефти.

Четкого единого механизма влияния вибросейсмического и сейсмоакустического воздействия на продуктивные пласты на сегодня нет. На основании теоретических, экспериментальных и промысловых исследований процессов, происходивших в продуктивных пластах, различными авторами предложены ряд механизмов и концепций, из которых можно условно выделить 7 групп моделей.

Внутри каждой из этих групп влияние воздействия связано со следующими факторами:

- неоднородность структуры и напряженного состояния многопластовой системы в целом;

- автоколебательные и нелинейные фильтрационные процессы в водонефтенасыщенных пластах и возможность их резонансного взаимодействия с сейсмическими волнами;

- выделение газа из пластовой жидкости;

- реологические характеристики пластовых жидкостей;

- капиллярные эффекты при течении жидкостей в поровы х каналах;

-характеристики смачиваемости поверхности пор;

- гидродинамическое отмывание пор от пленок и капель нефти.

Скорость гравитационного разделения нефти и воды в пласте может увеличиваться до 500 раз.

Вибросейсмические методы применяют на нефтяных и газоконденсатных месторождениях на различных стадиях, в том числе поздней стадии разработки, на мелких залежах, удаленных от основных промысловых коммуникаций, сооружений, дорожной сети и пр., на месторождениях высоковязких и битумных нефтей с начальным градиентом сдвига, при комплексировании с сейсмоакустическими дилатационно-волновыми, электромагнитными, физико-химическими, гидродинамическими, тепловыми и другими методами.

2.2. Дилатационно-волновые

Дилатационно-волновой метод воздействия на пласт разработан и внедрен Ю.С. Ащепковым и М.Ю. Ащепковым.

Сущность метода заключается в создании дилатации (разуплотнения) пород вокруг скважины в интервале перфорации за счет веса колонны НКТ при ее опоре на породы в зумпфе через специальный хвостовик и в возбуждении в породах пласта упругих колебаний (от долей до нескольких герц), создаваемых в хвостовике и через него в породах столбом откачиваемой жидкости при работе штангового насоса.

Конструкция возбуждаемой скважины приведена на рис. 5.

Как видно из рис. 5, колонна НКТ снабжена опорным хвостовиком, который верхним концом с помощью муфт соединяется с приемным фильтром насоса, а нижним концом через специальную пяту упирается на забой скважины. В такой схеме колонна НКТ частично или полностью опирается на забой, создавая оптическое давление на горные породы, с образованием воронки напряжений с максимумом в точке опоры. При этом вышележащие продуктивные толщи пород дилатируют.

При работе насоса на статическую нагрузку накладывается переменная составляющая, создаваемая весом столба откачиваемой жидкости, который воздействует либо на штанги при движении плунжера вверх, либо на хвостовик, добавляясь к весу НКТ, приходе плунжера вниз. Возбуждаемая таким образом переменная составляющая имеет амплитуду, определяемую весом столба жидкости, высотой от динамического уровня до устья скважины, и вызывает в скважине колебательные процессы.

Дилатационно-волновой метод обусловливает прямые эффекты на расстояниях 150. 200 м от возбуждающей скважины. Общая зона воздействия, в которой проявляются прямые и инициированно-аномальные эффекты, достигает внушительных размеров с радиусом до 2. 3 км.

Ю.С. Ащепковым и М.Ю. Ащепковым выполнен большой объем исследований, в том числе промысловых, на базе которых ими создана новая ресурсосберегающая технология повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти. Технология внедрена на ряде месторождений Болгарии, Республик Татарстан и Башкортостан, Волгоградской обл. и Западной Сибири.

В результате применения этой технологии средний прирост дебита нефти составляет 25. 35 % от базового уровня, а снижение обводненности 10. 15 %. Наибольший эффект от дилатационно-волнового воздействия (ДВВ) достигается на участках с высокой неоднородностью по насыщенности и большим числом добывающих скважин.

Технология ДВВ может успешно сочетаться практически со всеми МУН, существующими на сегодняшний день.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, можно сделать вывод о том что, существует целый ряд волновых методов, эффективно использующихся для воздействия на призабойнyю зону скважин и пласты.

Применение волнового воздействия для этих целей основано на уникальных способностях различных волн распространяться в пластах в слабой зависимости от их коллекторских свойств, не требуя наличия фильтрационных каналов и обеспечивая при этом множество полезных эффектов, направленных на повышение продуктивности скважин и увеличение нефтеотдачи пластов. Вследствие этого волновые методы инициируют и интенсифицируют физико-химические, гидродинамические, тепловые и другие процессы.

Все волновые методы воздействия на призабойную зону скважин обеспечивают прямые эффекты. При этом в дальних областях ПЗС возникают инициированно-аномальные эффекты, связанные с аномально-напряженным состоянием насыщенных горных пород.

В случае воздействия на пласт прямые эффекты проявляются при использовании вибросейсмических, а также дилатационно-волновых и электромагнитных методов. Применение поверхностных сейсмоисточников обеспечивает прямое воздействие лишь на неглубоко залегающие пласты. Инициированно-аномальные эффекты возникают в дальних зонах пласта, на расстояниях, сравнимых с межскважинными и более.

Наиболее отработаны и находятся на стадии опытно-промышленных работ и внедрения волновые методы воздействия на пpизабойнyю зону скважин. С использованием таких методов эффективно обработаны десятки тысяч скважин, и в основном это воздействия упругими колебаниями.

Большинство методов волнового воздействия на пласт находятся на стадии разработки и промысловых испытаний, и лишь некоторые из них внедряются.

Из всех этих методов наиболее рациональны для применения на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами виброволновые, вибросейсмические, сейсмоакустические, дилатационно-волновые, а также электромагнитные. Первоочередными объектами на этих месторождениях являются низкопроницаемые, неоднородные, заглинизированные пласты, мелкие залежи, а также истощенные обводненные пласты и залежи с высоковязкими битумными нефтями, характеризующимися начальным градиентом сдвига. При этом предпочтительны комплексирование волновых методов, сочетание и применение этих комплексов на участках пластов с субвертикальным инверсионными кольцевыми структурами и другими аномально-напряженными зонами.

Представленная научная классификация методов волнового воздействия на призабойную зону скважин и пласты с трудноизвлекаемыми запасами позволила упорядочить и систематизировать источники упругих и электроматнитныx колебаний и методы, а также обосновать повышение продуктивности скважин и увеличение нефтеотдачи пластов.

Основная причина низкой продуктивности скважин наряду с плохой естественной проницаемостью пласта и некачественной перфорацией — снижение проницаемости призабойной зоны пласта.

Призабойной зоной пласта называется область пласта вокруг ствола скважины, подверженная наиболее интенсивному воздействию различных процессов, сопровождающих строительство скважины и ее последующую эксплуатацию и нарушающих первоначальное равновесное механическое и физико-химическое состояние пласта.

Само бурение вносит изменения в распределение внутренних напряжений в окружающей забой породе. Снижение продуктивности скважин при бурении происходит также в результате проникновения бурового раствора или его фильтрата в призабойную зону пласта. При взаимодействии фильтрата с пластовой минерализованной водой может происходить образование нерастворимых солей и выпадение их в осадок, набухание глинистого цемента и закупоривание порового пространства, образование стойких эмульсий и снижение фазовой проницаемости для нефти.

Причиной низкой продуктивности скважин может быть и некачественная перфорация вследствие применения маломощных перфораторов, особенно в глубоких скважинах, где энергия взрыва зарядов поглощается энергией больших гидростатических давлений.

Снижение проницаемости призабойной зоны пласта происходит и при эксплуатации скважин, сопровождающейся нарушением термобарического равновесия в пластовой системе и выделением из нефти свободного газа, парафина и асфальтосмолистых веществ, закупоривающих поровое пространство коллектора. Интенсивное загрязнение призабойной зоны пласта отмечается и в результате проникновения в нее рабочих жидкостей при проведении в скважинах различных ремонтных работ.

Приемистость нагнетательных скважин ухудшается вследствие закупорки порового пространства пласта продуктами коррозии, илом, нефтепродуктами, содержащимися в закачиваемой воде. В результате протекания подобных процессов возрастают сопротивления фильтрации жидкости и газа, снижаются дебиты скважин и возникает необходимость в искусственном воздействии на призабойную зону пласта с целью повышения продуктивности скважин и улучшения их гидродинамической связи с пластом.

Современные методы интенсификации добычи углеводородов являются мощным инструментом, позволяющим повысить продуктивность ПЗП, продлить эксплуатационный период имеющегося фонда скважин и сократить время разработки месторождения (объекта).

Назначение и классификация методов воздействия на ПЗП

Основное назначение методов воздействия на призабойную зону пласта или интенсификации добычи нефти и газа состоит в увеличении проницаемости призабойной зоны за счет очистки поровых каналов и трещин от различного рода материалов, отложившихся в них (смолы, асфальтены, парафин, глина, соли и др.), а также их расширения и создания новых трещин и каналов, улучшающих гидродинамическую связь пласта со скважинами.

По характеру воздействия на призабойную зону пласта все методы делятся на химические, механические, тепловые и комплексные (физико-химические).

В основу химических методов положено воздействие различными кислотами на породы призабойной зоны пласта с целью растворения частиц, засоряющих поровое пространство, и увеличения или уменьшения диаметров поровых каналов, увеличения нефтеотдачи, отсечения обводнившихся пропластков в добывающих скважинах, увеличения приёмистости, выравнивания профилей приёмистости в нагнетательных скважинах, повышения нефтеотдачи пласта в процессе заводнения при использовании системы поддержания пластового давления (ППД). Так же для очистки ствола скважины и ПЗП в результате засорения при цементировании эксплуатационной колоны, в процессе эксплуатации (набухание глин, отложений АСПО, отложений солей и т.д.).

Процесс воздействия осуществляется путём реакции химического реагента с элементом воздействия (горная порода, цементный камень, пластовая вода), при этом происходят процессы растворения одних элементов и образования других с выделением или поглощением энергии. Происходит изменение физико-химических свойств горной породы, пластовых жидкостей, газа. В результате происходят изменения процесса фильтрации жидкости и газа в ПЗП и пласте в целом в ту или иную сторону. В качестве химических реагентов используются кислоты, щелочи, ингибиторы, интенсификаторы, гели, суспензии и т.д.

Наиболее распространенным методом химического воздействия на призабойную зону пласта является солянокислотная обработка.

Механические методы воздействия направлены на нарушение целостности горных пород за счет расширения существующих или создания новых трещин. Их применение наиболее эффективно в плотных, низкопроницаемых коллекторах. К ним относятся гидропескоструйная перфорация, торпедирование, виброоработка.

Перестрел существующих интервалов перфорации проводится с целью создания дополнительных каналов связывающих призабойную зону пласта со скважиной для улучшения гидродинамической связи системы “пласт-скважина”. Данная технология применяется при выводе скважины из консервации, бездействия (простоя свыше 5 лет), при методах интенсификации и повышения нефтеотдачи пластов.

Дострел скважин производится при переходе на другой объект разработки с отсечением разрабатываемого объекта (установка цементного моста), а также на разрабатываемом объекте (пропластке), не вскрытом по тем или иным причинам.

Технология бурения второго ствола направлена на создание новой фильтрационной связи с пластом в существующей скважине дополнительным каналом. Производится строительство (бурение) бокового ствола через “окно”, вырезанное в обсадной колоне существующей скважины, до проектного горизонта. Ствол обсаживается колонной и цементируется. Производится вторичное вскрытие разрабатываемого (или проектного) горизонта. Скважина осваивается и вводится в эксплуатацию.

Основной метод механического воздействия—гидравлический разрыв пласта (ГРП).

Сущность ГРП состоит в нагнетании в скважину жидкости вод высоким давлением, в результате чего в призабойной зоне пласта раскрываются существующие трещины или образуются новые. Для предупреждения смыкания этих трещин (после снятия давления) в них вместе с жидкостью закачивается крупнозернистый песок (расклинивающий агент). В результате увеличивается проницаемость пород призабойной зоны пласта, а вся система трещин связывает скважину с удаленными от забоя продуктивными частями пласта. Радиус трещин может достигать нескольких десятков метров.

Дебиты скважин после гидроразрыва увеличиваются в десятки раз, что свидетельствует о значительном снижении гидравлических сопротивлений в призабойной зоне пласта и интенсификации притока жидкости из высокопродуктивных зон, удаленных от ствола скважины.

Тепловые методы призваны осуществлять прогрев призабойной зоны с целью расплавления и удаления из пласта тугоплавких агрегатных структур, а также снижения вязкости насыщающих флюидов. Применяются на месторождениях с вьюсоковязкими нефтями, содержащими большое количество смол, парафинов, асфальтенов. К ним относятся электропрогрев, закачка теплоносителей, паропрогрев.

Методы комплексного воздействия на призабойную зону пласта, сочетающие в себе элементы химического, механического и теплового воздействий, применяются в сложных горно-геологических условиях, где проявляются одновременно несколько факторов, ухудшающих фильтрационные свойства пласта. К ним относятся термохимические обработки, внутрипластовые термохимические обработки, термогазохимическое воздействие.

Технология термогазохимического воздействия (ТГХВ) направлена на интенсификацию отбора нефти в добывающих скважинах и интенсификации закачки воды в нагнетательных скважинах. Она основана на использовании эффекта ударной волны и сопутствующих ей колебаний. Ударная волна создаётся давлением пороховых газов заряда, спускаемого в скважину на кабеле (АДС). Возникающее максимальное давление, действующее короткий промежуток времени, позволяет деформировать горную породу в призабойной зоне, в результате чего образуются трещины, которые при снятии напряжения остаются в открытом состоянии. Продукты сгорания зарядов содержат азот, окись азота, углекислоту, соляную кислоту, воду и хлор. ТГХВ позволяет произвести комплексное воздействие давлением, температурой и химическими реакциями продуктов сгорания заряда на ПЗП.

Технология гидравлического воздействия также как и технология ТГХВ направлена на интенсификацию добычи и закачки воды. Она основана на создании максимального гидравлического давления жидкостью в ПЗП не достигающего давления разрыва горной породы, при котором образуются микротрещины в горной породе. После снятия напряжения микротрещины остаются в открытом состоянии.

Кроме перечисленных методов широкое применение получила обработкапризабойной зоны пластаповерхностно-активными веществами (ПАВ), свижающими поверхностное натяжение на жидкой или твердой поверхности раздела вследствие их адсорбции на этих поверхностях.

ПАВ (катионоактивные и анионоактивные) — это органические вещества, получаемые обычно из углеводородов, а также спирты, фенолы, жирные кислоты, и их щелочные соли — мыла и синтетические жирозаменители, моющие вещества.

Обработка призабойных зон пластов ПАВ предназначена для удаления воды, попавшей в пласт при глушении скважин, промывках забоя, вскрытии продуктивного пласта, для ускорения освоения скважин, повышения их продуктивности, а также для селективной изоляции притока пластовых вод.

Для обработки призабойной зоны ПАВ применяют в виде водного раствора или в смеси с нефтью.

Механизм действия ПАВ в пористой среде состоит в снижении поверхностного натяжения на границе фаз нефть — вода, нефть — газ, вода — газ, вода — поверхность поровых каналов. Благодаря этому, размер капель воды в нефти и поровом пространстве уменьшается в несколько раз и их вытеснение из пласта происходит более эффективно и с меньшей затратой внешней энергии.

Кроме уменьшения поверхностного натяжения некоторые ПАВ гидрофобизуют поверхности поровых каналов в породе, то есть ухудшают их способность смачиваться водой. Это происходит благодаря адсорбции ПАВ из его раствора поверхностным слоем поровых каналов. Пленочная вода при этом отрывается от твердой поверхности и, превращаясь в мелкие капельки, выносится потоком нефти из призабойной зоны пласта в скважину.

В результате обработки призабойной зоны пласта раствором ПАВ проницаемость породы для нефти увеличивается, а для воды уменьшается, то есть дебит скважин по нефти увеличивается, а по воде уменьшается.

Внутрипластовая термохимическая обработка комплексно сочетает в себе элементы гидравлического разрыва пласта, солянокислотной и тепловой обработок. Сущность обработки состоит в том, что по технологии гидравлического разрыва в пласте создаются трещины, которые заполняются гранулами магния или их смесью с песком с последующим растворением магния солянокислотным раствором. Гранулированный магний, применяемый при внутрипластовой термохимической обработке, выпускается металлургической промышленностью с диаметром гранул 0,5—1,6 мм.

Технология внутрипластовой термохимической обработки включает следующие операции: промывку скважины; спуск и установку пакера с якорем и хвостовиком (возможность проведения обработки без пакера определяется состоянием эксплуатационной колонны); обвязку устья скважины по схеме ГРП с подключением кислотного агрегата и опрессовку нагнетательных линий; закачку жидкости разрыва и осуществление разрыва пласта (раскрытия трещин); закачку смеси песка и гранулированного магния и их продавку в трещины пласта; закачку расчетного объема солянокислотного раствора; продавку солянокислотного раствора в пласт; демонтаж наземного оборудования и освоение скважины известными методами сразу после обработки. Требования к рабочим жидкостям предъявляются те же, что и при гидравлическом разрыве пласта, но жидкость-носитель должна быть химически нейтральной по отношению к гранулам магния.

Выбор конкретного метода воздействия осуществляется на основе комплекса исследований, направленных на изучение состояния призабойной зоны пласта, состава пород и жидкостей, а также систематического обобщения и изучения геолого-промыслового материала по рассматриваемому объекту.

Перечисленные краткие характеристики технологий воздействия, направленные на повышение нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти, а также увеличения приёмистости, применялись на Ярино-Каменноложском месторождении как отдельными, так и целыми комплексами.

Читайте также: