способ освоения скважины

Формула изобретения

1. Способ освоения скважины, включающий создание депрессии на пласт газированием столба скважинной жидкости за счет взаимодействия соляной кислоты с щелочноземельным металлом в скважине и при снижении удельного веса скважинной жидкости на 20-40% от исходного ее удельного веса осуществляют периодическое перекрытие скважины на устье на периоды времени разной продолжительности, которые задают случайным законом для обеспечения циклического нестационарного режима работы скважины, который поддерживают до истечения газированной жидкости из скважины и стабилизации дебита пластового флюида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочноземельного металла используют кальций, или магний, или барий.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что щелочноземельный металл используют в виде суспензии его частиц в углеводородной фазе.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве углеводородной фазы используют бензин, или спирт, или конденсат, или солярку, или нефть, или дизельное топливо.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют соляную кислоту концентрации 10-25%.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первоначально в скважину подают соляную кислоту, а затем щелочноземельный металл.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первоначально в скважину подают щелочноземельный металл, а затем соляную кислоту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газовым и нефтяным скважинам и предназначено, в основном, для применения на стадии эксплуатации упомянутых скважин для увеличения притока флюида из продуктивного пласта. Способ может найти и частное применение, например, при освоении скважин.

Известно, что при эксплуатации скважин со временем происходит снижение их дебита, например, по причинам технологического характера (несовершенства вскрытия продуктивного пласта) или из-за свойств добываемого флюида.

Для увеличения притока флюида в скважине, находящейся на стадии эксплуатации, применяют различные методы.

Известен способ увеличения притока флюида из продуктивного пласта путем свабирования (см., например, Муравьев И.М. и др., Технология и техника добычи нефти и газа, Москва, Недра, 1971, с.90).

Недостатком известного способа является то, что он требует специального оборудования, больших трудозатрат и опасен, с применением в газовых скважинах, по аварийным выбросам (фонтанам).

Известен способ увеличения притока флюида из продуктивного пласта путем депрессии за счет газирования столба жидкости в скважине (см., например, Муравьев И.М. и др., Технология и техника добычи нефти и газа, Москва, Недра, 1971, с.92).

Недостатком известного способа является его низкая эффективность, обусловленная тем, что он требует тоже специального оборудования, значительных трудозатрат, но не обеспечивает условий фильтрации (дренирования) флюида продуктивного пласта по всей его толщине.

Техническим результатом изобретения является расширение факторов воздействия на продуктивный пласт с уменьшением затрат энергии, увеличением степени охвата дренированием продуктивного пласта по толщине и глубине.

Необходимый технический результат достигается тем, что способ увеличения притока флюида из продуктивного пласта включает создание депрессии на пласт газированием столба скважинной жидкости за счет взаимодействия кислоты с щелочноземельным металлом в скважине и, при снижении удельного веса скважинной жидкости на 20-40% от исходной ее удельного веса осуществляют периодическое перекрытие скважины на устье на периоды времени разной продолжительности, которые задают случайным законом для обеспечения циклического нестационарного режима работы скважины, который поддерживают до истечения газированной жидкости из скважины и стабилизации дебита пластового флюида.

Кроме того:

в качестве щелочноземельного металла используют кальций или магний, или барий;

щелочноземельный металл используют в виде суспензии его частиц в углеводородной фазе;

в качестве углеводородной фазы используют бензин или спирт, или конденсат, или солярку, или нефть, или дизельное топливо;

в качестве кислоты используют соляную кислоту концентрации 10-25%;

первоначально в скважину подают кислоту, а затем - щелочноземельный металл;

первоначально в скважину подают щелочноземельный металл, а затем - кислоту;

при необходимости ремонта скважины предварительно осуществляют глушение скважины с последующим ее освоением, которое осуществляют одновременно с увеличением притока флюида из продуктивного пласта в сравнении с его притоком до ремонта;

глушение скважины осуществляют углеводородной фазой;

глушение скважины осуществляют углеводородной фазой с суспензией в ней частиц щелочноземельного металла.

Сущность изобретения заключается в том, что предложенное изобретение обеспечивает возможность многофакторного воздействия не только на скважинную жидкость, но и на продуктивный пласт. При этом воздействие осуществляют как на матрицу - скелет продуктивного пласта, так и на флюид продуктивного пласта. Воздействие осуществляют таким образом, чтобы обеспечить фильтрацию флюида продуктивного пласта на микро- и макроуровнях, т.е. порами и трещинами продуктивного пласта по всей его толщине под действием температуры, давления, газа.

Для этого в скважинных условиях обеспечивают течение реакции между щелочноземельным металлом, например, кальцием или магнием, или барием с кислотой, например соляной. В результате реакции выделяется газ - водород. На каждый грамм-эквивалент (г-экв) щелочноземельного металла выделяется 22,4 л водорода (примерно 100 м³ водорода на 100 кг металла при нормальных условиях), который не растворяется в воде ни при каких давлениях. В итоге, в скважине, например, на глубине 1000 м удельный вес жидкости становится равным 0,3 г/см³, а на глубине 2000 м - 0,6 г/см³. Кроме выделения газа упомянутая выше реакция характеризуется выделением тепла (более 300 ккал на каждый г-экв щелочноземельного металла), что приводит к значительному увеличению объема газа и дальнейшему уменьшению удельного веса жидкости. Такие показатели являются мощным средством газирования скважинной жидкости и обеспечения депрессии в скважине.

Для исключения попадания в продуктивный пласт воды, которая может явиться гидрозатвором в порах этого пласта, при дренировании флюида из пласта для доставки щелочноземельного металла в скважину используют углеводородную фазу. В качестве углеводородной фазы используют бензин или спирт, или конденсат, или солярку, или нефть. Кислоту, в ряде случаев, принимают в избыточном количестве, чем это необходимо для реакции с щелочноземельным металлом. В этом случае создают условия взаимодействия кислоты с породой продуктивного пласта, кольматантом в порах и трещинах пласта, например, от жидкости глушения скважины на этапах ее ремонта.

Существенной особенностью предложенного изобретения является то, что оно обеспечивает возможность совмещения операций по усилению притока флюида из продуктивного пласта с освоением скважины. В ряде случаев в процессе эксплуатации скважины возникает необходимость ее ремонта и, следовательно, - освоения после ремонта.

Изобретение позволяет совместить освоение скважины с усилением притока флюида из продуктивного пласта (или, наоборот, усиление притока с освоением скважины), когда показатели притока после ремонта скважины, в частности освоения, превышают таковые до ремонта скважины.

В ряде случаев заявленное изобретение может быть охарактеризовано как освоение скважины.

Это обеспечивают тем, что при снижении удельного веса скважинной жидкости на 20-40% от исходного удельного веса осуществляют периодическое перекрытие скважины на устье на периоды времени разной продолжительности. Диапазон допустимых значений удельного веса скважинной жидкости получен опытным путем и свидетельствует о том, что процесс газирования необратим и начальные условия для осуществления способа реализованы.

Периоды времени по длительности перекрытия скважины задают случайным законом, например, математическим датчиком генератора случайных чисел, помещающихся в ряд чисел, характеризующих длительность истечения газированной жидкости из скважины.

Такой режим обеспечивает циклический нестационарный характер работы скважины, когда репрессия чередуется с депрессией устойчиво разных величин давления. Сопровождающий эти величины отклик продуктивного пласта характеризуется разнонаправленными движениями пластового флюида в призабойной зоне. Глубокая нестационарность процесса исключает вероятность развития привычных каналов фильтрации флюида продуктивного пласта. К начальным процессам фильтрации флюида по макроканалам подключаются процессы фильтрации по микроканалам.

Под действие давления, которое предусматривают условиями реакции и режимом работы скважины в пределах 0,7-0,9 давления гидроразрыва продуктивного пласта, вскрываются естественные вертикальные трещины продуктивного пласта. Эти трещины объединяют все неоднородности пласта по его толщине. В результате продуктивный пласт фильтрует (дренирует) флюид по всей его толщине. Нестационарный режим поддерживают до полного истечения газированной жидкости из скважины, используя жидкость, как рабочее тело с более жесткими факторами динамического воздействия на продуктивный пласт.

Нестационарный режим поддерживают, первое время, и на флюиде продуктивного пласта до стабилизации дебита этого флюида.

Стабилизация дебита флюида продуктивного пласта свидетельствует о том, что в пласте задействованы все резервы его фильтрации и необходимый технический результат достигнут.

Конкретный пример реализации способа.

Газовая скважина №1333 Уренгойского месторождения характеризуется следующими показателями:

глубина скважины - 1240 м;

интервал перфорации - 1218-1230 м.

Скважина находилась в аварийном состоянии. В ней были обнаружены межколонные газопроявления. До ремонта скважина характеризовалась низким дебитом.

Для ликвидации межколонных газопроявлений скважина была заглушена.

Для увеличения притока газа и одновременно освоения скважины осуществили закачку через насосно-компрессорные трубы, с их воронкой на глубине 1222 м, 3 м³ технической соляной кислоты концентрации 10%. После чего закачали 2 м³ суспензии гранулированного кальция, приготовленной на основе дизельного топлива, с концентрацией 3% по твердой фазе. Скважину на устье перекрыли. В результате реакции буферное давление в скважине повысилось до 4 МПа, а удельный вес снизился на 20% от исходного удельного веса. Это свидетельствовало о необратимом и заданном развитии реакции. Давление стравили. После этого скважину перекрыли на 30 мин. Вновь возросшее давление стравили повторно. После этого скважину перекрыли на 15 мин. Эти операции повторили еще 3 раза с установлением времени перекрытия скважины по случайному закону до истечения газированной жидкости из скважины и до стабилизации дебита газа из скважины. Этот дебит превысил дебит скважины до ее ремонта в 1,5 раза.