CC BY
36УДК 622.276
Е.С. Юшин1, e-mail: [email protected]
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ухтинский государственный технический университет» (Ухта, Россия).
Перспективы развития метода имплозии и технических средств для ударно-депрессионного воздействия на призабойную зону пласта
Рациональные показатели разработки нефтяных и газовых месторождений связаны с системным поддержанием заданного уровня совершенства вскрытия пластов в призабойных зонах добывающих или нагнетательных скважин. Эта потребность возникает с кольматацией природного коллектора механическими, асфальтосмолистыми и гидрат-но-парафинистыми частицами, ведущей к снижению продуктивности, приемистости скважин и необходимости проведения восстановления притока методами искусственного воздействия на призабойную зону пласта. Анализ эффективности применения различных методов интенсификации притока пластовой продукции на месторождениях Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (по промысловым сведениям) позволил аргументировать успешность использования гидроразрыва пласта, термогазохимического, а также ударно-депрессионного воздействий на призабойную зону пласта. Показана перспектива развития технических средств для ударно-депрессионного (имплозионного) воздействия на призабойную зону пласта, отличающегося простотой, дешевизной, технологичностью и доступностью. Приведены результаты эффективного применения различных скважинных генераторных устройств для повышения продуктивности и приемистости скважин.
Ключевые слова: ударно-депрессионное воздействие, интенсификация притока, имплозия, гидрогенератор давления, нефтеотдача, обработка скважин, трудноизвлекаемые запасы.
E.S. Yushin1, e-mail: [email protected]
1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Ukhta State Technical University" (Ukhta, Russia).
Prospects for the Development of the Implosion Method and Technical Means for Impact-Depressive Effects on the Bottomhole Formation Zone
Rational indicators for the development of oil and gas fields are related to the systemic maintenance of a given level of perfection of formation opening in bottomhole zones of producing or injection wells. This need arises with the colmatation of the natural collector by mechanical, asphalt and tar-paraffinic particles, leading to a decrease in productivity, acceptance of wells and the need to restore the inflow by methods of artificial action on the bottomhole formation zone. Analysis of the effectiveness of the application of various methods of stimulating the flow of reservoir products in the fields of the Timan-Pechora oil and gas province (Russia) (based on field data) allowed to argue the success of using hydraulic fracturing, thermogas chemical, and shock-depressive effects on the bottomhole formation zone. The prospect of the development of technical means for impact-depressive (implosion) impact on the bottomhole formation zone distinguished by simplicity, cheapness, manufacturability and accessibility is shown. The results of effective application of various downhole generator devices for increasing productivity and well acceptance are presented.
Keywords: shock-depressive effect, intensification of inflow, implosion, pressure hydrogenerator, oil recovery, well treatment, hard-to-recover reserves.
На сегодняшний день доля трудноиз-влекаемых запасов углеводородов на территории РФ достигла 65 % от общего объема разведанных ресурсов. Прирост запасов нефти и газа возможен в случае
увеличения коэффициента извлечения нефти или за счет начала разработки новых месторождений. В то же время тенденция к смещению приоритетов в сторону освоения трудноизвлекаемых
запасов требует применения новых технологий, к числу которых относятся методы, направленные на повышение проницаемости пород призабойной зоны. Они подразделяются на химические
FIELDS DEVELOPMENT AND OPERATION INSTALLATION
(кислотные, некислотные), физические (механические, волновые, тепловые), биологические и комбинированные (комплексные). Разнообразие методов объясняется селективностью воздействий на пласт. К примеру, известно, что химическая обработка скважин эффективна в слабопроницаемых карбонатных коллекторах, механическая - в плотных породах,а механическая с использованием тепла применяется для разжижения высоковязких нефтей или для ускорения химических реакций и т. д. Несомненной перспективностью обладают комбинированные технологии интенсификации притока пластовой среды, как правило, на основе комплекса физических и химических методов, например виброволновая обработка с кислотным раствором, термокислотная обработка, гидрокислотный разрыв пласта и др.
АНАЛИЗ ПРОМЫСЛОВЫХ ДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ ЗА 1956-1985 ГГ.
В целях выявления успешности применения различных методов интенсификации притока пластовой продукции на месторождениях Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции проанализируем промысловые данные периода наиболее интенсивного развития нефтедобычи (1956-1985 гг.) в Республике Коми (табл. 1). Из таблицы видно, что за 29 лет проведено 3006 обработок нефтяных скважин, из которых успешными оказались 1434, или 48 % от общего числа операций. За счет их реализации получено дополнительно 1,67 млн т нефти, что составляет 1,165 тыс. т в среднем на одну операцию воздействия. Среднегодовая дополнительная добыча нефти в результате применения этих методов интенсификации составила 57,6 тыс. т. Очевидно, что успешность операций не достигла и половины от общего числа обработок, что свидетельствует о наличии существенного резерва потен-
циальных возможностей наращивания отборов нефти за счет интенсификации воздействия на пласт. Из табл. 1 видно также, что наиболее результативными операциями воздействия в период до 1980-х гг. были гидроразрыв пласта (1998 т/усп. опер.), пе-нокислотная (3100 т/усп. опер.) и кислотная (1225 т/усп. опер.) обработки призабойной зоны.
Умеренную результативность показали методы имплозионного (945 т/усп. опер.) и термогазохимического (905 т/усп. опер.) воздействия, а также гидропескоструйная перфорация (789 т/усп. опер.). Менее результативными оказались методы обработки скважин с помощью поверхностно-активных веществ (320 т/усп. опер.), растворителей (226 т/усп. опер.), прокачки горячей нефти (109 т/усп. опер.) и электропрогрева (62 т/усп. опер.). Следует признать, что в 1980-1985 гг. результативность подавляющего большинства анализируемых методов снизилась, за исключением кислотных обработок скважин, результативность которых возросла с 1225 до 1301 т/усп. опер., и термогазохими-мического воздействия (увеличение с 905 до 1277 т/усп. опер.). Хорошие количественные показатели достигнуты при дренировании призабойной зоны с помощью комплекта испытательных инструментов (1112 т/усп. опер.), но успешность этих обработок составляла лишь около трети от их общего числа, и массового развития метод не получил. В тот же период первые попытки использования гидрогенератора давления, оказывающего интегральный имплозионный эффект, указывали на неоспоримую перспективность метода: абсолютный прирост добычи нефти по результатам испытаний составил 4289 т/усп. опер., что оказалось выше результативности пенокислотных обработок на 153,7 %, кислотных обработок - на 329,7 %, термогазохимического воздействия - на 335,9 %, гидроразрыва пласта - на 818,5 %. По сравнению
с менее результативными методами воздействия (гидропескоструйная перфорация, обработка скважин поверхностно-активными веществами и растворителями, электропрогрев и др.) эффективность применения гидрогенератора давления выше в десятки раз [1].
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ
В настоящее время в регионе применяются и более современные методы повышения нефтеотдачи - газовые (воздействие углеводородным газом, диоксидом углерода, азотом, дымовыми газами, водогазовое и парогазовые воздействия).
Как показал анализ результатов эффективности методов повышения нефтеотдачи скважин, в особенности с терригенными коллекторами,в условиях месторождений Республики Коми наиболее перспективны методы, позволяющие создавать в призабойной зоне пласта искусственные трещины (гидравлический разрыв пласта, тер-могазохимическое воздействие). Однако универсальных технологий обработки призабойных зон скважин не существует, их выбор определяется литолого-стратиграфическими и геолого-тектоническими особенностями строения нефтегазовых залежей, а также принятой технологией разработки месторождений и культурой вскрытия продуктивных пластов. Как показывает практика, целесообразно применять к проблеме комплексный подход, при котором для каждого месторождения постепенно формируется свой набор способов наиболее результативного воздействия на призабойную зону. Рассмотренные способы хотя и эффективны, но являются сложными, трудоемкими, дорогостоящими и не всегда безопасными. Требуемыми качествами обладают ударно-депрессионные методы воздействия, реализуемые с помощью гидрогенераторов давления. В связи с этим наибольший практический интерес представляет метод
Для цитирования (for citation):
Юшин Е.С. Перспективы развития метода имплозии и технических средств для ударно-депрессионного воздействия на призабойную зону пласта // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2018. № 7-8. С. 76-80.
Yushin E.S. Prospects for the Development of the Implosion Method and Technical Means for Impact-Depressive Effects on the Bottomhole Formation Zone. Territorija «NEFTEGAS» = Oil and Gas Territory, 2018, No. 7-8, P. 76-80. (In Russ.)
TERRITORIJA NEFTEGAS - OIL AND GAS TERRITORY No. 7-8 August 2018
77
Таблица 1. Результативность применения методов воздействия на призабойную зону нефтяных скважин на месторождениях Республики Коми Table 1. Efficiency of the bottomhole zone treatment technologies at the oil fields of the Komi Republic
Метод обработки Treatment technology Годы применения Proceccing period Количество обработок Number of treatments Количество успешных скважино-операций, % Number of successful well operations, % Дополнительная добыча нефти, т Incremental oil production, tonnes
Всего от внедрения метода Total as a result of the use of technology В том числе: Including:
На 1 скважино-операцию Per one well operation На 1 успешную операцию Per one successful well operation
Гидроразрыв пласта Hydraulic fracture 1957-1983 306 200 (65,4) 399608 1306 1998
1980-1985 11 5 (45,5) 2619 238 524
Пенокислотная обработка Foam-acid formation treatment 1976-1985 167 114 (68,3) 353 437 2116 3100
1980-1985 142 95 (66,9) 265 190 1867 2791
Кислотная обработка (солянокислотная, глинокислотная, термокислотная) Acid formation treatment (hydrochloric acid, mud acid, thermal acid) 1956-1985 986 459 (46,6) 562333 570 1225
1980-1985 509 235 (46,2) 305 781 601 1301
Термогазохимическое воздействие (аккумулятор давления скважинный, горючеокислительная смесь, пороховой гидрогенератор давления бескорпусной) Thermal-gas-chemical formation treatment (downhole pressure accumulator, combustible oxidizing mixture, frameless powder hydraulic pressure generator) 1971-1985 405 215 (53,1) 194 500 480 905
1980-1985 122 77 (63,1) 98 372 806 1277
Дренирование призабойной зоны с помощью комплекта испытательных инструментов Bottomhole zone drain with a set of test tools 1980-1985 97 36 (37,1) 40 032 412 1112
Имплозия, в том числе с применением гидрогенератора давления Implosion, include using hydraulic pressure generator 1966-1985 138 63 (45,7) 58 596 425 945
1980-1985 24 11 (46,0) 47 183 1966 4289
Гидропескоструйная перфорация Hydrosand-blast perforation 1963-1983 42 16 (38,1) 12 625 301 789
1980-1985 6 1 (16,7) 225 38 225
Обработка скважин поверхностно-активными веществами Well treatment with surfactants 1981-1984 16 6 (37,5) 1920 120 320
Обработка скважин растворителями Well treatment with solvents 1971-1985 287 135 (47,0) 30 503 106 226
1980-1985 80 45 (56,3) 5769 72 128
Прокачка горячей нефти и паропрогрев Well hot oil treatment and steam heating 1966-1985 394 111 (28,2) 12 076 31 109
1980-1985 220 69 (31,4) 5792 26 84
Электропрогрев Electric heating 1967-1970 168 80 (47,6) 4949 29 62
Всего Total 1956-1985 3006 1434 (47,7) 1 670 579 556 1165
ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ь ® а: . Э '2"®*»*
л: Э( ёаФЙ
штйш
ИМП0РТ03АМЕЩЕНИЕ
По поручению:
4-я международная специализированная выставка
Г®
_ н:йж|а1£>
11-13 сентября 2018 года
Москва, Крокус Экспо
Продвижение российских товаров и услуг на международный рынок
,71 Расширение межрегионального I¿' сотрудничества
Внедрение в производство отечес твенных научных достижений и разработок
С\ Подготовка профессиональных
кадров для промышленной области
www.irrizam-expo.ru
2 X
I |
Организатор:
11 Крокус Экспо
Международный выставочный центр
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Таблица 2. Режимы работы скважин до и после гидроимпульсной обработки пласта на Самотлорском месторождении Table 2. Wells' operating modes before and after hydroimpul.se treatment of the formation at the Samotlor field
Скважина Well Куст Well cluster Режим до обработки Mode before stimulation Режим после обработки Mode after stimulation Прирост QH, т/сУт Incremental QH, tonnes per day Прирост Q м3/сут Incremental Qw, m3 per day
Q^ т/сУт 0н, tonnes per day Qw, м3/сут Qw, m3 per day % т/сУт QB, tonnes per day ^ м3/сут Qw, m3 per day %
33 398 1766Б 1766B 1,7 3,3 38 3,0 5,5 44 1,3 2,2
13 775 2172 7,7 16,0 43 13,1 23,5 34 5,4 7,5
37 500 1740 4,5 5,9 10 9,0 11,8 10 4,5 5,9
10 719 1009 0,0 0,0 0 5,0 6,0 1 5,0 6,0
Средние значения Average values 3,5 6,3 23 7,5 11,7 22,4 4,0 5,4
имплозии как наиболее простой, технологичный, сравнительно недорогой, доступный и обеспечивающий при правильно выбранных конструктивных параметрах имплозионных устройств и соответствующих технологий воздействия на призабойную зону пласта образование трещин без закачки закрепляющих материалов. Так, авторами [2] показано, что импло-зионное устройство многократного действия с автоколебательным гидроприводом для вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин позволило при локальном гидроразрыве пласта на Самотлорском месторождении после четырех обработок в 2007-2008 гг. получить средний прирост дебита по нефти 4 т/сут (табл. 2). Применение скважинной гидроимпульсной установки для многократного воздействия на призабойную зону пласта методом имплозии с созданием депрессии или репрессии в
АО «Самаранефтегаз» в 2013 г. на пяти скважинах (табл. 3) [3] позволило получить прирост продукции 5,9 тыс. т, а с 2014 г. при тиражировании технологии на 25 скважин - более 25 тыс. т. По другим сведениям [4], за счет применения гидроимпульсной скважинной установки репрессионного действия в АО «Самаранефтегаз» в 2014-2015 гг. достигнуто увеличение притока в среднем на 200-300 %, среднеарифметический прирост по дебиту нефти в этом случае составил 7,6-7,8 т/сут, соответственно. Кроме того, из числа комплексных технологических решений можно выделить термобароимплозионный способ и волновой метод в сочетании с депрессион-но-репрессионным воздействием. Таким образом, по-прежнему актуально проведение исследований, связанных с повышением нефтеотдачи методами ударно-депрессионного воздействия на призабойную зону пласта, в том числе направленных на развитие технических
Таблица 3. Результаты применения гидроимпульсного воздействия в АО «Самаранефтегаз»
Table 3. Results of the hydropulsive impact held at Samaraneftegas JSC
Месторождение/ площадь Field/area Прирост дебита нефти, т/сут Incremental oil rate, tonnes per day
Обошинское Oboshinskoe 5,7
Покровская Pokrovskaya 6,7
Якушкинская Yakushkinskaya 5,2
Путиловское Putilovskoe 11,9
Горбуновское Gorbunovskoe 5,6
средств (скважинных гидрогенераторов давления) для повышения нефтеотдачи добывающих и приемистости нагнетательных скважин.
Литература:
1. Быков И.Ю., Попов А.А. Гидрогенераторы давления для интенсификации добычи нефти: Учеб. пособие. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. 246 с.
2. Бурьян Ю.А., Сорокин В.Н. Гидроимпульсная имплозионная обработка призабойной зоны пласта вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин // Время колтюбинга. 2015. № 3 (053). С. 34-38.
3. Кожин С.Н., Ульянов С.С., Козлов С.А. и др. Испытание технологий повышения производительности скважин в АО «Самаранефтегаз» // Инженерная практика. 2016. № 7. С. 94-100.
4. Кузик Л.В., Кузик В.Л., Герасин А.С., Щиголев М.Ю. Гидроимпульсное воздействие на призабойную зону пласта для интенсификации работы скважин // Нефть. Газ. Новации. 2016. № 4. С. 53-59.
References:
1. Bykov I.Yu., Popov A.A. Hydraulic Pressure Generators for the Intensification Of Oil Production. Moscow, TsentrLitNefteGaz, 2011, 246 p. (In Russian)
2. Burian Yu.A., Sorokin V.N. Hydroimpulsive Implosion Processing of Bottomhole Formation Zone of Vertical, Inclined and Horizontal Wells. Vremya koltyubinga = Coiled Tubing Times, 2015, No. 3 (053), P. 34-38. (In Russian)
3. Kozhin S.N., Ulyanov S.S., Kozlov S.A. et al. Testing of Wells Productivity Increase Technologies at the Samaraneftegaz JSC. Inzhenernaya praktika = Engineering Practice, 2016, No. 7, P. 94-100. (In Russian)
4. Kuzik L.V., Kuzik V.L., Gerasin A.S., Tshigolev M.Yu. Hydroimpulse Impact on the Bottomhole Formation Zone to Intensify Well Work. Neft'. Gaz. Innovatsii = Oil. Gas. Innovations, 2016, No. 4. P. 53-59. (In Russian)
80
№ 7-8 август 2018 ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ
