CC BY
275
------------------------------------- © С.Б. Бекетов, А.А. Бражников,
И.М. Шебанов, 2008
УДК 622.276
С.Б. Бекетов, А.А. Бражников, И.М. Шебанов
МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВАЖИН ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА
1Т/*ак показывает опыт, в процессе
_ж\ эксплуатации скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа (ПХГ) под действием ряда факторов происходит снижение их продуктивности, выделяются две основные группы таких факторов [1-3]:
• изменение режима эксплуатации скважин в масштабе всего ПХГ;
• ухудшение фильтрационноемкостных характеристик призабойной зоны продуктивного пласта (ПЗП).
В данной статье мы не рассматриваем 1-ю группу факторов. 2-я группа факторов проявляется при капитальном ремонте скважин (КРС), а также непосредственно при их эксплуатации.
Анализ фактических данных по различным месторождениям) показы-вает, что в среднем более 50 % всех пластов имеют в 2 раза меньшую проницаемость, чем потенциальная, 25 % - в 4 раза, 10 % пластов - в 10 раз [3].
Пути снижения отрицательных последствий КРС на производительность скважин лежат в следующих основных направлениях:
• совершенствование рецептур применяемых технологических жидкостей;
• совершенствование технологий ведения ремонтных работ;
• применение эффективных для конкретных горно-геологических условий способов воздействия на пласт после ремонта с целью интенсификации притока газа.
Применение рецептур жидкостей, фильтрат которых не вступает во взаимодействие с горными породами, слагающими пласты, является одним из путей снижения отрицательного воздействия последствий КРС на производительность скважин.
Практическим путем на многих месторождениях и ПХГ установлено, что применение пластовой воды при приготовлении технологических жид-костей для КРС не снижает заметно проницаемости пласта (так как пре-дотвращается разбухание глинистых минералов пласта вследствие ионного равновесия).
Перспективным является применение при КРС нефильтрующихся растворов, а также растворов, не приводящих к снижению проницаемости пластов (полимерные растворы, растворы на углеводородной основе, рассолы и др.).
Сегодня в распоряжении ремонтных предприятий имеется достаточно широкий выбор химических реагентов для обработки технологических жидкостей. В печати опубликовано большое количество работ, посвященных влиянию ассортимента реагентов на фильтрацион-
но-емкостные свойства коллекторов [4,
5, 6, 7].
Как показывает опыт, важным является при глушении скважин использовать чистые емкости для приготовления технологических жидкостей, а также очищенные соединительные трубопроводы и емкости агрегатов, т.к. остатки в них глинистых растворов, пластовой нефти, песка, химических добавок к растворам, цемента и др. посторонних примесей способны привести к закупорке перфорационных каналов, снижению проницаемости ПЗП.
Применение любых технологических жидкостей является лишь составной частью технологий ремонтных работ, поэтому разработка и внедрение передовых технологий является приоритетным направлением развития
КРС.
Одним из новых и передовых направлений является применение колонны гибких труб (КГТ) при ремонте скважин [8-12]. Ремонтные работы с использованием КГТ, как показывает опыт, отличаются высокой эффективностью и низкой стоимостью по сравнению с работами, выполняемы-ми традиционными методами. Следу-ет отметить основные преимущества использования КГТ:
• проведение многих скважин-операций возможно без глушения скважин, что предотвращает ухудшений коллекторских свойств ПЗП;
• сокращается время проведения технологических операций;
• сокращается время выполнения подготовительных и заключительных операций;
• обеспечивается безопасность спускоподъемных операций;
• для выполнения ремонтных работ требуется приготовление сравнительно небольших объемов технологи-
ческих жидкостей, что сокращает расход химреагентов;
• исключаются ситуации возникновения газовых выбросов;
• при проведении ремонтных работ возможно выполнение операций как в условиях репрессии на пласт, так и депрессии, с получением контролируемого притока пластовых флюидов;
• обеспечивается возможность транспортировки приборов в горизонтальном участке скважины;
• выполняются условия охраны окружающей среды;
• улучшаются условия труда работников ремонтных бригад.
Среди процессов влияющих на снижения продуктивности скважин в процессе их эксплуатации одними из основных являются: образование стой-ких масляных эмульсий в ПЗП; разрушение ПЗП и накопление песчано-глинистого материала на забое в виде пробок, перекрывающих фильтровую часть скважин; кольматация ПЗП продуктами разрушения пласта и окислами железа, снижение фазовой проницаемости по газу ПЗП при поступлении пластовой воды с газом. Разрушение коллекторов и вынос песка обычно проявляется более активно при увеличении отбора газа, увеличении водогазового фактора, истощении эксплуатируемого пласта и др.
Основной целью проведения интен-сификационных работ по воздействию на призабойную зону продуктивного пласта (ПЗП) в процессе их эксплуатации, а также после КРС различными методами является увеличение производительности скважин.
Преимущественно все применяемые на практике методы воздействия на ПЗП направлены на уменьшение гидравлических сопротивлений в этой зоне, а также улучшения связи скважины с продук-
тивным пластом. Потенциальные возможности достига-ются, во-первых, за счет сведения к минимуму потерь продуктивности на этапах вскрытия пластов, заканчивания, КРС и эксплуатации скважин и, во-вторых, за счет планирования искусственного воздействия исходя из текущего состояния ПЗП, учета фактических горногеологических условий.
Многообразие причин и условий снижения продуктивности скважин определило широкий выбор методов интенсификации добычи углеводородов, основными из которых являются восстановление или увеличение проницаемости. Для регулирования фильтрационных свойств ПЗП предложены многочисленные способы и технологии, большинство которых опробовано в промысловых условиях.
По характеру и природе воздействия на продуктивный пласт существующие методы интенсификации притока углеводородов можно разделить на 4 класса, достаточно полно выделенных авторами работы [1].
1. Гидромеханические - гидроразрыв пласта (ГРП); гидропескоструйная перфорация; создание многократных депрессий; волновое или вибрационное воздействие; имплозионное воздействие; декомпрессионная обработка; щелевая разгрузка; кавитационноволновое воздействие.
2. Физико-химические - обработки различными кислотами; воздействие нефте- и водорастворимыми растворителями; обработки растворами ПАВ; обработки ингибиторами солеотложения.
3. Термические - электропрогрев; паротепловые обработки; импульсно-дозированное тепловое воздействие, внутрипластовое горение.
4. Комбинированные - термокислотная обработка; термогазохимическое
воздействие; гидрокислотный разрыв пласта; направленное кислотное воздействие в сочетании с ГПП; кислотные обработки, в состав которых входят различные добавки, повышающие эффективность процесса (ацетон, растворители, и др.); повторное вскрытие перфорацией в специальных растворах кислоты, ПАВ, растворителей и др.; термоакустическое воздействие; электрогидравличе-ское воздействие; внутрипластовое окисление легких углеводородов; последовательное воздействие пульсатором и управляемыми циклическими депрессиями; физико-химическое воздействие с применением специального оборудования.
В указанных классах приведены только широко применяемые в настоящее время технологические методы. На практике используется гораздо больше методов, имеющих локальное применение в масштабах отдельного ПХГ, месторождения, группы скважин, определенных продуктивных горизонтов. Опыт свидетельствует о достаточно эффективном использовании различных способов воздействия на околоскважинную зону пласта в различных нефтяных и газовых компаниях.
Лидирующее положение по масштабу и объему применения на месторождениях углеводородов и ПХГ сегодня занимают гидромеханические, физикохимические (наибольшее распространение получили кислотные воздействия на коллектор), а также комбинированные методы обработки ПЗП с целью интенсификации притока углеводородов [1319].
В условиях АНПД результативность многих методов интенсификации значительно снижена (в некоторых случаях не приводит к увеличению отдачи пластов), а технологии их применения усложняются, что ведет к удорожанию
ремонтных работ в целом. Это диктует особые требования к разработке технологий, технологических составов и специального скважинного оборудования для интенсификации углеводородов в условиях низких пластовых давлений. Одним из эффективных методов воздействия на карбонатные коллектора в условиях низких пластовых давлений, являются кислотные обработки (и их модификации), а также комбинированные методы [20 - 25]. Применение пенокислотных обработок пласта позволило увеличить производительность скважин на Чиренском ПХГ (Болгария) в среднем на 80 %, а на Пунгинском ПХГ (Россия) - на 50 % [22, 25].
Как показали проведенные нами промысловые наблюдения за работой скважин Кущевского ПХГ в циклах отбора-закачки газа и лабораторные исследования кольматирующих веществ, причиной снижения производительности эксплуатационных скважин являются процессы образования стойких масляных эмульсий (в результате попадания компрессорного масла в пласт вместе с закачиваемым газом), а также кольматация ПЗП механическими примесями, продуктами коррозии и частицами разрушения продуктивного пласта. Кольматирующие вещества в преобладающей своей части имеет пластовое происхождение, о чем свидетельствует присутствие (кроме кварца) таких характерных примесей как зерна глауконита, кубики пирита и обломки пород. Присутствует заметное количество сульфидов железа.
Учитывая выявленные причины снижения производительности скважин
Кущевского ПХГ, перспективным является обработка ПЗП составами, позволяющими удалить кольматирующие отложения из пласта, а также стойкие эмульсии. Как показали выполненные нами лабораторно-стендовые исследования, эффективным являются многокомпонентные составы на углеводородной основе (УВС):
Обработка пласта составом производится как закачкой в ПЗП непосредственно УВС из расчета 0,5-1 м3 состава на 1 м вскрытого пласта, так и закачкой вспененного УВС. Причем обработка вспененным УВС повышает эффективность воздействия на продуктивные отложения, что доказано лабораторностендовыми исследованиями.
Таким образом, следует особо отметить, что не существует универсального метода интенсификации притока газа, применимого в любых горногеологических условиях. Различные пластовые условия, конструкции скважин, состав и свойства флюидов, гранулометрический и минералогический состав продуктивных пластов, причин снижения проницаемости ПЗП, обуславливают необходимость дифференцированного подхода к разработке эффективных методов и обоснованному выбору объектов для их применения. Это накладывает повышенные требования к выбору методов воздействия, моделированию процесса (лабораторно-стендовым исследованиям по разработке рецептур технологических жидкостей, математическому обеспечению процесса воздействия на пласт), выбору объектов интенсификации.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Чело-янц Д.К. Интенсификация добычи нефти. -М.: Наука. - 2000. - С. 414.
2. Шлеин Г.А., Газимов Р.Р., Ирипханов Р.Д. Применение вибрационно-циклических методов интенсификации притоков и восстановления приемистости при освоении скважин. Нефтяное хозяйство, № 9, 2000. - С. 76-79.
3. Освоение скважин / А.И. Булатов, Ю.Д. Качмар, П.П. Макаренко и др. / Справочное пособие. Под ред. Р.С. Яремийчука. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». 1999. - С. 472.
4. Михайлов Н.Н. Информационнотехнологическая геодинамика околоскважин-ных зон. - М.: Недра. - 1996. - С. 339.
5. Тагиров К.М., Гноевых А.Н., Лобкин А.Н. Вскрытие продуктивных нефтегазовых пластов с аномальными давлениями. - М.: Недра. - 1996. - С. 183.
6. Боярчук А.Ф., Кереселидзе В.П. Изучение особенностей проникновения в коллекторы известково-битумных растворов / Нефтяное хозяйство. 1983. №11. - С. 25-27.
7. Жуховицкий С.Ю. Промывочные жидкости в бурении. - М.: Недра. - 1976. - С. 200.
8. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб / А.Г. Молчанов, С.М. Вайншток, В.И. Некрасов и др. / ISBN 5-7892-0038-9. 2000. С. 224.
9. Gary S.C. Coiled tubing drilling requires economic and technical analyses / Oil and Gas Journal/ 1995 Vol. 93. №8. З. 59-62.
10. Джон Робертс. Weatherford предлагает услуги Weatherford Rounds и оборудование Out Offering для проведения ремонтов через НКТ / Время колтюбинга. 2004. №8. С. 7-11.
11. Комплексное применение колтюбин-говых технологий с традиционными способами ремонта скважин / Р.Р. Сахабутдинов, А.А. Ахметов, Д.Н. Хадиев и др. / Время колтюбинга. 2004. №9. С. 32-34.
12. Операции по ремонту скважин, выполняемые с применением колтюбинговых установок в ООО «Татнефть» / Время кол-тюбинга. 2004. №10. С. 68-69.
13. Исследование факторов и реализация мер долговременной эксплуатации нефтяных и газовых скважин / Ю.М. Басарыгин, В.Ф. Будников, А.И. Булатов и др. / Том 4. Книга
1-3. Гидроразрыв пласта. Краснодар.: Просвещение-Юг. 2004.
14. Чуйко А.И., Кузьмичев Н.Д., Заров А.А. Повышение нефтеотдачи пластов на месторождениях Мегионского свода. - М.: Нефтяное хозяйство. - Вып. 7. - 2002. - С. 113-116.
15. Эффективные методы увеличения нефтеотдачи на месторождениях Башкортостана / Е.Н. Сафронов, И.А. Исхаков, К.Х. Гайнуллин и др. - М.: Нефтяное хозяйство. -Вып. 11. - 2001. - С. 18-19.
16. Байков Н.М. Новые технологии кислотных обработок продуктивных пластов. -М.: Нефтяное хозяйство. - Вып. 3. - 2003. -С. 114-116.
17. Грайфер В., Лысенко В. Газовое заводнение как радикальное средство увеличения нефтеотдачи пластов на вовлекаемых в разработку нефтяных месторождений Западной Сибири. - М.: Технологии ТЭК. - Вып.
1. - 2003. - С. 37-40.
18. Эллингсен О. Как отражается на притоке углеводородов в скважину воздействие на пласт электрического тока и механических колебаний. - М.: Нефтегазовые технологии. - Вып. 2. - 2003. - С. 24-29.
19. Шахвердиев А.Х., Панахов Г.М., Аббасов Э.М. Синергетические эффекты при системном воздействии на залежь термо-реохимическими методами. - М.: Нефтяное хозяйство. - Вып. 11. - 2002. - С. 61-65.
20. Бекетов С.Б. Интенсификация притока газа путем репрессионно-депрес-сионного воздействия пенными системами на продуктивные отложения / Горный информационноаналитический бюллетень. - № 7. - 2003. -С. 30-32.
21. Бекетов С. Б. Технология волнового воздействия переменным давлением на продуктивный пласт с целью интенсификации притока газа / Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. № 4. 2003. - Ростов-на-Дону. Ростовский госуниверситет. - С. 96-100.
22. Бекетов С.Б. Результаты интенсификации притока газа пенокислотными обработками продуктивных отложений на подземных хранилищах газа / Горный информационно-аналитический бюллетень, №
5. - 2004. - С. 320-324.
23. Бекетов С.Б. Технология пенокислотного воздействия на продуктивные отложения с целью интенсификации притока
флюидов / Горный информационно-
аналитический бюллетень, № 6. - 2004. - С. 56-59.
24. Шульев Ю.В. Бекетов С.Б. Димит-риади Ю.К. Технология волнового воздействия на продуктивный пласт с целью интенсификации притока углеводородов / Горный информационно-
аналитический бюллетень, № 6. - 2006. -С. 388-394.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Бекетов С.Б. - профессор СевКавГТУ, КубГТУ, доктор технических наук, член-корреспондент Академии технологических наук РФ,
Бражников А.А. — начальник Кущевского УПХГ, филиала ООО «Газпром ПХГ».
Шебанов И.М. - главный геолог Кущевского УПХГ, филиала ООО «Газпром ПХГ».
Рецензент д-р техн. наук, проф. Г. Т. Вартумян.
------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДА ТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Литвиненко В.В., Туртыгина Н.А. Программный продукт по определении. Себестоимости горнорудной продукции (635/07-08 — 27.03.08) 5 с.
2. Литвиненко В.В., Туртыгина Н.А. Технико-экономическая эффективность от стабилизации качества руд (636/07-08 — 02.04.08) 3 с.
25. Бекетов С.Б., Димитриади Ю.К. Теория и практика проведения работ по интенсификации притока газа путем пенокислотного воздействия на призабойную зону пласта / Современные технико-технологические решения в области бурения и капитального ремонта скважин. - Краснодар. НПО «Бурение». - 2007. - С. 159-168. ЕШ
