Інтенсифікація припливу нафти та газу

У свердловинах

Протягом тривалого часу операції з інтенсифікації припливу флюїдів проводились в основному, на свердловинах з найгіршими фільтраційними характеристиками. Більша частина таких свердловин до оброблення не забезпечувала промислових припливів нафти чи газу. Успішні результати масових оброблень свердловин за рубежем призвели до охоплення методами інтенсифікації всіх споруджених свердловин. Інтенсифікація припливу розглядається як засіб отримання додаткового прибутку, оскільки витрати на проведення таких операцій забезпечують більш високі темпи прибутку, ніж буріння додаткових свердловин чи освоєння нових родовищ.

На початку проведення робіт з вибору оптимального методу інтенсифікації припливу в більшості випадків зводилось до оптимізації одного, чи декількох параметрів операції: наприклад, темпу закачування рідини, сумарної витрати, тиску нагнітання тощо. Сьогодні основним критерієм оптимізації повинна бути величина чистого прибутку, отриманого від експлуатації обробленої свердловини, який визначається різницею між максимальним валовим доходом від реалізації додаткової продукції за весь термін експлуатації свердловини та сумарними витратами на її оброблення. Для досягнення необхідної ефективності таких робіт, програма стимулюючого оброблення повинна бути частиною попередньо розробленого проекту на буріння свердловини, а не рішенням, яке приймається після досягнення проектної глибини, коли фактичний приплив виявляється недостатнім.

До методів інтенсифікації припливу пластових флюїдів належать: кислотні обробки порід-колекторів, гідророзрив пласта, закачування гарячої води чи перегрітої пари, електропідігрівання, нагрівання з використання газових горілок, створення фронту внутріпластового горіння та ін. Але з перелічених методів найчастіше використовують кислотні обробки пісковиків, гідророзрив пісковиків, гідророзрив карбонатних порід з використанням кислоти.

При проведенні кислотних обробок основна увага повинна надаватись визначенню співвідношення об’ємів рідини попереднього промивання та кислотної суміші з розрахунку на одиницю довжини обробленого інтервалу, а також вибору тиску оброблення. Аналіз результатів кислотних обробок показує, що найбільший ефект досягається при тисках обробки, які менші за тиски гідророзриву пласта. Застосування ПАР в таких процесах практично не сприяє збільшенню продуктивності свердловин.

Важливим є регулювання відносних густин кислоти та рідини попереднього промивання, що дозволяє управляти процесом оброблення.

Рідина попереднього промивання більшої густини в тріщині намагається направити кислоту меншої густини у висхідному напрямку, що є ефективним у випадках, коли в продуктивний пласт потрапляють підошвенні води. Рідина попереднього промивання меншої густини, ніж кислота, направляє кислоту до підошви пласта, що використовують при необхідності виключити контакт кислоти з породами газової шапки. Важливою також є інформація про фізико-хімічні властивості нафт, оскільки 28-35% їх, можуть давати осади при контакті з кислотами. Найчастіше застосовуються соляні кислоти, соляні в суміші з плавиковою, а також висококонцентровані, загущені та емульговані кислоти.

Розвиток способів гідророзриву пластів йде шляхом удосконалення технології цього процесу та складу рідин, що закачують у пласт. Основним завданням, яке повинно вирішуватись при гідророзриві пласта, вважається максимальне охоплення його по горизонтальному простяганню і по вертикальному розрізу дією рідини розриву при одночасному зниженні втрат рідини і тиску нагнітання на тертя.

Використовують різні технологічні схеми гідророзриву пласта: направлений; багатократний; кислотний гідророзрив; гідророзрив із заповненням тріщин спеціальним матеріалом. Найефективнішим є гідророзрив у свердловинах, які мають низьку продуктивність.

В якості рідин гідророзриву застосовуються неньютоновські рідини, полімерні розчини, міцелярні рідини, гелеутворюючі органічні суміші із скрапленими газами, а також нафту, воду, світлі нафтопродукти, поверхнево-активні рідини, кислоти. На практиці часто застосовують розчини на водній основі з домішками, які попереджують набухання глинистого матеріалу порід колекторів. У порівнянні з рідинами на нафтовій основі вони мають меншу вартість, більшу густину, добру несучу здатність, чинять менший опір рухові. Дисперсні системи типу ”вода в нафті” володіють доброю несучою здатністю та мінімальною фільтрацією.

Полімерні розчини більше використовують у вигляді водяних гелів з великою в’язкістю. Такі рідини дозволяють ефективно збільшувати ширину тріщин, і з більшою концентрацією розташувати в них розклинюючі агенти з крупних частинок. Безпосереднє використання високов’язких рідин в операціях з утворенням системи тріщин неекономне і призводить до утворення надто широких тріщин. Тому використовують схему з декількох послідовних фаз. На першому етапі для розширення сітки незакріплених тріщин закачують низьков’язку робочу рідину. Після такої обробки в пласт закачують високов’язку робочу рідину, в якій вміщується розклинюючий агент. Такі операції повторюють послідовно, внаслідок чого досягається потрібний ефект.

В якості рідин гідророзриву можна використовувати стабільні піни. Унікальність їх застосування полягає в тому, що вони мають велику в’язкість при малій густині і дозволяють отримати велику глибину тріщин у тому випадку, коли існує небезпека зниження проникності порід при їх контакті з нафтою чи водою. Крім цього стабільні піни мають високу здатність до утримування розклинюючого агента.

Для проведення гідророзриву використовують метод ”гес-фрек”, суть якого полягає в тому, що в пласт закачують розклинюючий агент разом з рідиною розриву. До складу останньої входять скраплені вуглеводневі гази, вуглекислий газ та спирт. Після зниження тиску рідка фаза – носій випаровується і витікає у свердловину в газоподібному стані, залишаючи в пласті розклинюючий агент. Цей спосіб ефективний при обробці малопотужних газових пластів, де зазвичай при відпливі робочої рідини погіршується проникність для газу.

Ефективність гідророзриву визначається ступенем проникності тріщин вглиб пласта та їх шириною. Для збільшення розміру тріщин застосовують метод їх ”розхитування”, який ґрунтується на періодичному чергуванні зростання і зменшення швидкості та тиску нагнітання гідророзриву. На першому етапі циклу нагнітається в’язка рідина, яка вміщує розклинюючий матеріал в кількості і під тиском, достатнім для утворення первинних тріщин. Потім в тріщини послідовно закачується рідина, в якій відсутній розклинюючий матеріал і понижується швидкість та тиск нагнітання, що викликає часткове зімкнення тріщин. Процес повторюють в тій же послідовності, причому тиск нагнітання протягом кожного наступного циклу збільшується на 10% у порівнянні з попереднім.

Використовується також метод масованого гідророзриву пласта, при якому в свердловину закачується більше 4000 м³ рідини, тоді як при звичайних операціях цей об’єм складає 700-800 м³. Під час проведення таких операцій використовують телевізійні та звукові прилади контролю, з метою визначення розмірів, розташування та орієнтування тріщин гідророзриву. Але така операція є надто дорогою і коштує декілька сотень тисяч доларів США.

Для інтенсифікації припливу флюїдів можна використовувати підземні вибухи, які призводять до утворення системи тріщин. Розроблено два методи підземних вибухів. За першим методом в свердловину закачують рідкі вибухові речовини і детонують їх у привибійній частині пласта. За другим методом вибухові речовини закачують в пори колектора, після чого їх детонують. Цей метод особливо ефективний у сполученні з гідророзривом пласта, тобто в якості розклинюючого агента використовують гранульовані тверді вибухові речовини, які детонують з допомогою вибухового перфоратора.

Вибір методу інтенсифікації припливу флюїдів у свердловину потрібно зробити на підставі аналізу даних про тип покладу, особливості залягання порід-колекторів та їх фільтраційні властивості, величини пластових тисків та температур. Крім цього, необхідно врахувати виробничий досвід, кваліфікацію персоналу, що залучений до проведення цієї операції, наявність відповідної техніки та обладнання, вимоги до попередження забруднення надр та довкілля.