способ вскрытия пласта и воздействия на призабойную зону скважины

Формула изобретения

1. Способ вскрытия пласта и воздействия на призабойную зону скважины с помощью скважинного устройства винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов, имеющего поворотно-выдвижную часть форсуночного типа, путем создания на стенках скважины расположенных по спиральным линиям перфорационных щелей под действием рабочей среды, представляющей собой жидкость или суспензию в указанной жидкости твердых частиц, отличающийся тем, что на одном и том же интервале перфорации проводят три цикла операций, при этом в ходе каждого цикла давление рабочей среды повышают до величины, необходимой для осуществления перфорации, после чего давление снижают до величины, при которой происходит возвращение поворотно-выдвижной части в исходное положение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ходе первого цикла осуществляют прорезание обсадной колонны и цементного кольца, в ходе второго цикла осуществляют прорезание щелей в теле пласта в призабойной зоне скважины, а в ходе третьего цикла - углубление прорезания щелей в призабойной зоне скважины и создание зоны разгрузки призабойной зоны.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в ходе каждого цикла производят нагнетание рабочей среды под давлением не менее 100 атм (10 МПа) в течение 20-40 мин, а последующее снижение давления осуществляют до величин не более 20 атм (2 МПа) в течение 10-30 мин.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что осуществляют очищение скважины, которое проводят в течение каждого цикла при возвращении поворотно-выдвижной части в исходное положение путем подачи жидкости рабочей среды, не содержащей твердых частиц, и/или дополнительно по окончании трех циклов перфорации путем промывания скважины до полного удаления наполнителя и шлама, и/или путем вакуумного воздействия с помощью имплозионного устройства.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что жидкость рабочей среды выбирают из группы, включающей воду, поверхностно-активные вещества и нефть, а в качестве твердых частиц, суспендируемых в указанной жидкости, используют твердые частицы, выбранные из группы, включающей песок, металлические шарики и пластмассовые шарики.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на призабойную зону скважины.

Известен способ воздействия на призабойную зону скважины путем ее разделывания двумя диаметрально противоположными винтовыми щелями, выполненными в стенках скважины, с последующим снижением забойного давления ниже пластового, но не ниже разности геостатического давления и максимального напряжения горных пород, при этом шаг между соседними щелями не превышает глубину щели (патент РФ 1502812, 1993).

Недостатком известного способа является необходимость поддержания величин давления и шага между щелями в заданных и достаточно узких пределах, что ограничивает скорость вскрытия и освоения пласта.

Известен способ вскрытия пласта и воздействия на призабойную зону скважины с помощью скважинного устройства винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов, имеющего поворотно-выдвижную часть форсуночного типа и механизм ее поворота, путем создания на стенках скважины перфорационных щелей, расположенных по спиральным линиям, посредством выдвижения поворотно-выдвижной части с одновременным ее поворотом (свидетельство РФ на полезную модель 10775, 1999). Данное устройство является устройством гидропескоструйного типа, в котором используется рабочая среда - жидкость или суспензия твердых частиц в жидкости, чаще всего суспензия песка в воде, подаваемая в устройство под высоким давлением, создаваемым внешним устройством, по системе насосно-компрессорных труб (НКТ). Щели создаются путем воздействия струй рабочей среды, вытекающих под высоким давлением из форсунок, на обсадную колонну и породу пласта.

Недостатком известного способа является то, что при однократном прорезании щелей их глубина может оказаться недостаточной, что препятствует эффективной эксплуатации пласта. Кроме того, в прорезанных щелях обычно остается некоторое количество рабочей среды, обычно суспензии песка в воде, вследствие чего коллекторские свойства снижаются.

Задачей изобретения является создание способа вскрытия пласта и воздействия на призабойную зону скважины, в котором обеспечивается прорезание щелей на достаточную глубину и удаление рабочей среды, что позволяет повысить качество вскрытия обсаженной скважины и увеличить коллекторские свойства пласта по сравнению с естественными.

Указанная задача решается тем, что в способе вскрытия пласта и воздействия на призабойную зону скважины с помощью скважинного устройства винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов, имеющего поворотно-выдвижную часть форсуночного типа, путем создания на стенках скважины расположенных по спиральным линиям перфорационных щелей под действием рабочей среды, представляющей собой жидкость или суспензию в указанной жидкости твердых частиц, на одном и том же интервале перфорации проводят три цикла операций перфорации, при этом в ходе каждого цикла проводят повышение давления рабочей среды до величины, необходимой для осуществления перфорации, и последующее снижение давления до величины, при которой происходит возвращение поворотно-выдвижной части в исходное положение.

При осуществлении предложенного способа предпочтительно в ходе первого цикла осуществляют прорезание обсадной колонны и цементного кольца, в ходе второго цикла - прорезание щелей в теле пласта в призабойной зоне скважины, а в ходе третьего цикла - углубление прорезания щелей в призабойной зоне скважины и создание зоны разгрузки призабойной зоны.

Предпочтительно в ходе каждого цикла производят нагнетание рабочей среды под давлением не менее 100 атм (10 МПа) в течение 20-40 мин, а последующее снижение давления осуществляют до величин не более 20 атм (2 МПа) в течение 10-30 мин. Более точные величины давления подбираются специалистами на месте в зависимости от конкретных условий.

Предпочтительно осуществляют очищение скважины, которое проводят в течение каждого цикла при возвращении поворотно-выдвижной части в исходное положение путем подачи жидкости рабочей среды, не содержащей твердых частиц, и/или дополнительно по окончании трех циклов вскрытия пласта путем промывания скважины до полного удаления наполнителя и шлама и/или путем вакуумного воздействия с помощью имплозионного устройства.

В качестве жидкости рабочей среды можно использовать, например, воду, поверхностно-активные вещества (ПАВ) или нефть, а в качестве твердых частиц, которые могут суспендировать в указанной жидкости, используют, например, твердые частицы, выбранные из группы, включающей песок, металлические или пластмассовые шарики.

Количество интервалов перфорации определяется толщиной пласта. При необходимости циклы вскрытия повторяют после необходимого перемещения устройства на следующий интервал и т.д.

Сущность заявляемого способа более подробно поясняется нижеследующим примером со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематический вид в разрезе скважины перед вскрытием пласта, где цифрами обозначено:

1 - скважинное устройство винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов,

2 - поворотно-выдвижная часть устройства,

3 - обсадная колонна,

4 - цементное кольцо,

5 - пласт;

фиг. 2 изображает схематический вид в разрезе стенки скважины при вскрытии пласта, условно обозначенный в вертикальном разрезе (однако реально щели расположены по спирали):

а) после прорезания обсадной колонны и цементного кольца,

б) после прорезания щелей в теле пласта,

в) после углубления щелей в призабойной зоне скважины и создания зоны разгрузки.

Предложенный способ осуществляют следующим образом. В скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) на требуемую глубину спускают скважинное устройство винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов, имеющее поворотно-выдвижную часть форсуночного типа и механизм ее поворота, для создания перфорационных щелей, расположенных по спиральным линиям (фиг.1). Под давлением 100-400 атм подают рабочую среду, предназначенную для прорезания щелей, например воду или суспензию песка в воде в течение, например, 20-40 мин, для прорезания обсадной колонны и цементного кольца (фиг.2а). Затем давление рабочей среды снижают до 10-30 атм в течение 10-30 мин, при этом поворотно-выдвижная часть возвращается в исходное положение.

Далее давление рабочей среды вновь повышают до 100-400 атм, например, в течение 20-40 мин для прорезания щелей в призабойной зоне скважины (в теле пласта) (фиг.2б). Затем давление рабочей среды опять снижают до 10-30 атм в течение 10-30 мин, при этом поворотно-выдвижная часть вновь возвращается в исходное положение.

Наконец, давление рабочей среды в третий раз повышают до 100-400 атм, например, в течение 20-40 мин для углубленного прорезания щелей в призабойной зоне скважины (в теле пласта) (фиг.2в). Затем давление рабочей среды вновь снижают до 10-30 атм, после чего предпочтительно проводят очищение призабойной зоны скважины путем промывки рабочей жидкостью без наполнителя и/или с помощью вакуумного воздействия.

Пример. В скважину на насосно-компрессорных трубах (НКТ) на глубину 5000 м спускают скважинное устройство винтового щелевого перфорационного вскрытия пластов, имеющего поворотно-выдвижную часть форсуночного типа и механизм ее поворота. Под давлением 200 атм подают рабочую среду - суспензию кварцевого песка фракции 0,05 - 2 мм в воде (концентрация песка 5-10 г/л) в течение 30 мин. Затем прекращают подачу песка, давление рабочей среды снижают до 15 атм и продолжают циркуляцию жидкости в течение 15 мин, при этом поворотно-выдвижная часть возвращается в исходное положение. Далее подачу песка возобновляют, давление рабочей среды повышают до 250 атм, нагнетание рабочей смеси проводят в течение 25 мин. Затем прекращают подачу песка, давление рабочей среды снижают до 15 атм и продолжают циркуляцию жидкости в течение 15 мин, при этом поворотно-выдвижная часть вновь возвращается в исходное положение. Наконец, подачу песка снова возобновляют, давление рабочей среды повышают до 300 атм, нагнетание рабочей смеси проводят в течение 25 мин. Затем давление рабочей среды вновь снижают до 10-30 атм, после чего скважину промывают до полного удаления песка из рабочего раствора в течение 1 ч 15 мин с последующим вакуумным воздействием на призабойную зону скважины с помощью имплозионного устройства.