Применение новых технологий при проведении ремонтно-изоляционных работ

Эффективность технологии обработки призабойной зоны пласта с повышенной обводненностью можно оценить по изменению фазовой проницаемости для воды до и после обработки гидроизоляционным составом на моделях пласта, отражающих фильтрацию флюидов по промытому прослою. В модели используется стеклянная трубка внутренним диаметром 20 мм и длиной 350 мм, заполненная прокаленным кварцевым песком фракции 0,140-0,315 мм, через который профильтрован один поровый объем пластовой воды общей минерализацией 150 г/л.

Для определения фазовой проницаемости модели пласта для воды замеряли время прохождения каждого порового объема воды через пласт. Эксперимент проводили при избыточном давлении 0,2-0,3 МПа. Фазовую проницаемость для воды до и после обработки рассчитывали по закону Дарси.

Установлено, что обработка модели промытого прослоя отработанным компрессорным маслом снижает фазовую проницаемость для воды до 1,5 раз. Компрессорное масло обладает слабым гидрофобизирующим действием, а 10%-ный раствор высокомолекулярного полимера в этилбензольной фракции может снизить фазовую проницаемость в 10-11 раз. Поэтому данная технология позволяет сохранить высокий эффект ограничения водопритока при изменении соотношения содержания компонентов в процессе эксплуатации скважины. Обработка модели пласта разработанным гидроизоляционным составом полностью ограничивает фильтрацию воды через пласт при депрессии равной 0,2 МПа. Таким образом, происходит полное блокирование порового пространства. Следовательно, моделируя состав жидкой фазы, содержащий высокомолекулярный полимер и компрессорное масло можно регулировать изменение фазовой проницаемости за счет соотношения эффектов блокирования и гидрофобизации.

Недостатками многих применяемых технологий являются частичная или полная десорбция либо физическое растворение применяемых реагентов в процессе эксплуатации. Степень десорбции состава с породы оценивалась по изменению фазовой проницаемости модели пласта для воды после фильтрации 30 поровых объемов воды. Фазовая проницаемость модели пласта, обработанного компрессорным маслом, при промывке водой снизилась в 3,2 раза по сравнению с первоначальной, а при обработке раствором полимера не изменилась. Таким образом, если для компрессорного масла характерна частичная десорбция с поверхности породы, то высокомолекулярный полимер образует устойчивую пленку, которая характеризует его высокие адсорбционные свойства.

Основной недостаток большинства технологий на основе гелей заключается в блокировании отдельных зон нефтенасыщенного пласта. В процессе изучения влияния стабильности состава при контакте с нефтью установлено, что в течение суток гель полностью разрушается. Следовательно, гель, попавший в нефтяной прослой в результате обработки призабойной зоны, разрушится при освоении скважины в результате вызова притока нефти.

Обработка призабойной зоны пласта закачкой одной порции технологического раствора на основе разработанного гидроизоляционного состава, приготовленного на устье скважины, приведет к перераспределению фильтрационных потоков и снижению обводненности добывающих скважин. Применение гидроизоляционного состава, стабильного в сильноминерализованных пластовых водах, но разрушающегося при контакте с нефтью, обеспечит эффективное снижение проницаемости для воды водопромытых участков пласта без блокирования его отдельных зон.

Таким образом, применение разработанного гидроизолирующего состава, устойчивого в сильноминерализованных средах, эффективно для обработки призабойной зоны пласта и ограничения водопритока в добывающих скважинах. В зависимости от соотношения содержания компонентов можно получать технологические составы, включающие органический гель и жидкую фазу с различными вязкоупругими и гидрофобизирующими свойствами. Максимально ограничить водоприток в добывающих скважинах можно путем регулирования соотношения эффектов блокирования и гидрофобизации в зависимости от геолого-промысловых условий.

2.3 Применение жидкого стекла с повышенным модулем при ограничении притока вод в скважину

Анализ современных методов и технологий ограничения притока вод в скважины с точки зрения оценки возможности их использования для решения задачи увеличения охвата залежей заводнением показал, что применение их при эксплуатации обводненных продуктивных пластов способствует увеличению отбора из них нефти.

В научно-технической литературе не освещено с достаточной полнотой теоретическое и экспериментальное обоснование применения технологий по ограничению движения вод в пластах при разработке нефтяных месторождений. Одной из причин указанного является недостаточная изученность механизма образования водоизолирующей массы химреагентами и воздействия их на нефтенасыщенный пласт.

Сущность любой ремонтно-изоляционной работы в добывающей скважине с применением водоизолирующего материала сводится к перекрытию путей притока воды в нее избирательным воздействием на источник обводнения: на смежные пласты и пропластки-обводнители, обводненные зоны в продуктивном объекте, а также на пути водопритоков в виде трещин в коллекторе и других каналов в заколонном пространстве.

Для этой цели разработаны различные методы с применением водоизолирующих материалов и технических средств.
Методы ограничения притока вод в скважины в зависимости от влияния закачиваемого реагента на проницаемость нефтенасыщенной части пласта, вскрытого перфорацией, делятся на селективные и неселективные. Такое разделение определяется физико-химическими свойствами материала.
Ограничение притока воды носит неселективный характер, если используется для этой цели материал, который, независимо от насыщенности среды нефтью или водой, образует экран, не разрушающийся в течение длительного времени в пластовых условиях. Отключение коллектора или части его разработки при неселективных методах осуществляется цементированием, закачиванием в пласт фильтрующихся в пористую среду химпродуктов, установлением пакеров и перекрывающихся устройств. Известные неселективные методы с применением фильтрующихся в пористую среду материалов по механизму образования водоизолирующей массы можно разделить на две большие группы - основанные на отверждении самого закачанного раствора в полном объеме и на образовании водоизолирующей массы в результате взаимодействия закачиваемых реагентов.

К методам, основанным на образовании водоизолирующей массы в результате взаимодействия закачиваемых реагентов, относится метод нагнетания в пласт готовой смеси жидкого стекла с соляной кислотой, которая со временем переходит в нерастворимый кремнезоль. Успешность применения метода оказалась невысокой, технологические операции после закачивания указанных компонентов завершаются последующим цементированием. Сюда же относятся методы, основанные на последовательном закачивании в пласт нескольких реагентов, образующих осадок в результате химического взаимодействия между собой. Для этих целей применяют SО2 и Н2SО4 методы ограничения притока вод МgС12 в сочетании с NaОН, NН4ОН, Са(ОН)2.

В отличие от цемента и смол, отверждающихся в полном объеме, осадкообразующие реагенты только частично закупоривают пористую среду. Эти методы, как и методы, основанные на механическом смешении в пластовых условиях, не нашли широкого применения из-за низкой эффективности воздействия на пласт. К тому же в нефтенасыщенной части коллектора не исключается снижение проницаемости.

Закачивание в обводненный продуктивный пласт фильтрующихся в пористую среду неселективных материалов также приводит к отключению его из разработки независимо от свойств насыщающих жидкостей. Согласно теоретическим исследованиям своевременное отключение обводненного интервала многопластовых залежей приводит к сокращению сроков разработки и увеличению конечной нефтеотдачи в результате повышения охвата пласта заводнением.

Для исключения негативных явлений, связанных с закачиванием неселективного материала в пласт, в нефтепромысловой практике разработан ряд технологий, исключающих попадание его в нефтенасыщенную часть коллектора: с применением пакеров, путем одновременно-раздельной закачки водоизолирующего состава и нефти и предварительное тампонирование нефтенасыщенной части коллектора высоковязкими углеводородными жидкостями. На преимущественной фильтрации водорастворимых смол типа ТСД-9 в обводненные зоны с низким фильтрационным сопротивлением основывается селективный метод изоляции. Однако из них широкое применение нашли только методы, в которых закачивание водоизолирующих материалов производится с использованием пакеров.

2.4 Применение новых технологий при проведении ремонтно-изоляционных работ

Необходимость проведения мероприятий на нефтяных залежах по ограничению притока попутно добываемой воды не вызывает сомнений. Обычно темп роста обводненности скважин при применении вторичных методов добычи составляет 3 — 7 % в год, однако возможен" и более 15 % в год. Одним из мероприятий по снижению обводненности является ограничение притока хводы к добывающим скважинам.

Водоизоляционные работы в добывающих скважинах требуют избирательного воздействия на водоподающие прослои, что обеспечивается неравномерностью проникновения водоизоляционного материала в нефте- и водонасыщенные интервалы из-за их различной гидропроводности, различия в подвижности нефти и воды, физико-химических свойств материала, а также технологических особенностей водоизоляционных работ и режима освоения скважин.

Анализ свойств большого числа водоизолирующих материалов и результатов их применения в различных геолого-технических и климатических условиях позволяет сделать вывод о том, что многие составы имеют определенный набор необходимых и важных свойств, однако составы, обладающие комплексом всех необходимых свойств, практически отсутствуют. В наибольшей степени всем требованиям, предъявляемым к водо-изолирующим составам, отвечают составы на основе кремнийорганических соединений — АКОР. Эти составы широко применяются последние 5 — 6 лет и претерпели изменения от моментально отверждающихся хлорсиланов с уменьшенным содержанием активного хлора на основе кремнийорганических эфиров до водонаполненных композиций. В нефтяной промышленности для ограничения водопрнтоков в скважины были использованы двух и трехкомпонентные состазы АКОР (АКОР–2, АКОР–4, АКОР–5), которые готовили из отдельных компонентов непосредственно перед их применением.

Первым из водонаполненных кремнийорганических составов является АКОР–4, в результате применения которого в 500 скважинах месторождений Западной Сибири получен экономический эффект более 4 млн. руб. Однако приготовление составов на промыслах вызывает определенные трудности, поэтому был разработан аналогичный, но с улучшенными характеристиками одноупаковочный состав АКОР–Б и налажен его промышленный выпуск. АКОР – Б можно использовать как в товарном виде, так и готовить на его основе водонапрл; ненные составы..разбавляя людом з 3–8 раз и более. Две модификации состава АКОР–Б: АКОР–Б100 и АКОР–Б300 предназначены для ограничения водопритоков в скважинах с пластовыми или забойными температурами соответственно до 120 и 300°С (при высоких температурах для изменения фильтрационных потоков в паронагнетзтельных скважинах).

Использование одноупаковочного состава значительно упростило технологическую схему и устранило проблемы, связанные с приобретением и хранением отдельных компонентов.

Составы АКОР — легкофильтрующиеся жидкости вязкостью 1,2 — 100мПа-с (АКОР–Б имеет вязкость 1—8 мПа*с) и плотностью 970—1200 кг/м3. Селективность воздействия их на водонасыщенные участки пласта, регулируемые время отверждения и вязкость позволяют с большей эффективностью проводить водо-изоляционные работы. Полное отверждение составов по объему обеспечивает продолжительный эффект тампонирования при больших депрессиях. Они могут быть использованы в широком интервале пластовых или забойных температур: от — 15 до 300 °С, способны отверждаться под действием воды любого типа и любой минерализации. Температура замерзания ниже - 50 °С делает составы незаменимыми в районах с низкими зимними температурами, использование водонаполненных композиций позволяет закачивать большие объемы состава и значительно снижать стоимость ремонтных работ. Кроме того, составы АКОР обладают высокой адгезией к породе пласта, достаточной прочностью и др.

К технологическим схемам ведения водоизоляционных работ, как и конкретно к составу предъявляются определенные требования. Так, принципиальная технологическая схема не должна меняться при выполнении работ в различных геолого-технических условиях. Последовательность этапов операции должна обеспечивать стабилизацию качества ремонта при отсутствии достаточно достоверной информации об объекте. Предпочтительно, чтобы технологическая схема была индустриальной, т.е. не требовала особых технических средств, специального инженерного обеспечения работ или совмещения действий различных служб существующих структур. Технология должна быть достаточно гибкой при использовании различных технических средств и любой обвязки наземного оборудования. Методы приготовления и подачи составов в пласт должны быть не трудоемкими, обеспечивать непрерывность поступления жидкостей, требовать минимального количества технических средств, а также выполнения других требований.

Всем приведенным условиям отвечает технология водоизоляционных работ с использованием составов АКОР. Она отработана более чем в 1200 скважинах при разнообразных ремонтных работах и на различных объектах. Технология включает предварительную подготовку скважины и обработку призабойной зоны, непрерывное приготовление и нагнетание в пласт водо-изолирующего состава, проведение заключительных работ по вводу в разработку прослоев с целью интенсификацин притока нефти, освоению скважины и оптимизации режима ее эксплуатации.

Существующая технология с применением составов АКОР направлена на снижение добычи воды и повышение текущих дебитов нефти, увеличение межремонтного периода и повышение успешности работ. Технология предназначена для ограничения притока вод при прослойном, подошвенном обводнениях и ликвидации водоперетоков по негерметичному цементному кольцу, а так же для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах. Работы могут проводиться при механическом и фонтанном способах эксплуатации, с подъемом и без подъема подземного оборудования. Отсутствие операций по разбуриванию и повторной перфорации ствол скважины значительно снижает трудоемкость и стоимость ремонтно изоляционних работ.

Данная технология нашла широкое промышленное. применение на месторождениях Западной Сибири. С 1996 по 2002 г. здесь проведены операции в более чем 1000 скважинах, в том числе в ПО «Юганскнефтегаз» 730, в ПО «Нижневартовскнефтегаз» — более 160, в ПО «Лангепаснефтегаз» 100. Водоизоляционные работы с–использованием составов АКОР выполнены также в ПО «Сургутнефтегаз», «Когалымнефтегаз» и др. Начаты работы в НГДУ «Комитермнефть», а также в газовых и газоконденсатных скважинах ПО «Надымгазпром» и с «Уренгойгазпром».

Технология ограничения водопритоков составами АКОР успешно применялась и в низкодебитных высоко–обводненных скважинах Краснодарского края. С 1984 по 1990 г. было проведено около 90 скважино–операций и получен экономический эффект 400 тыс. руб. Данная технология направлена также на увеличение дебитов нефти.

Дебиты нефти возросли в результате увеличения ее притока из эксплуатируемого нефтяного интервала не только за счет перераспределения потоков жидкости и изменения депрессии на пласт, но и за счет подключения в работу нефтяных прослоев или участков пласта, ранее не работавших или работавших слабо. Механизм изоляции водяных и вовлечения нефтяных прослоев представлен на рис. 1, 2, где приведены результаты геофизических исследований до и после применения технологии ограничения водопритоков с использованием состава АКОР–Б100.

По данным термо- и дебитометрии до осуществления водоизоляционных работ устанавливался интервал притока жидкости. Так, в скв. 5393 Южно-Сургутского месторождения жидкость поступала в среднюю и нижнюю части перфорированного участка пласта, обводненность составляла 98 — 99 %. Поскольку отверждсние составов АКОР сопровождается выделением тепла, можно применять методы термометрии для идентификации участков пласта, в которые поступил состав. На термограмме, полученной через 8 ч после закачки АКОР–Б100, четко видно, что состав зашел именно в те зоны, откуда был приток жидкости (в данном случае воды). Последующие термодебитометрия позволили установить интервалы поступления жидкости после ремонтно-изоляционных работ. Жидкость стала поступать через верхнюю часть зоны перфорации, т. е. в работу подключился ранее неработающий прослой, который начал давать продукцию обводненностью 68 %.

Аналогичные результаты получены в скв. 1473 Мамонтовского месторождения. До проведения водоизоляционных работ жидкость обводненностью около 90 % поступала по всему перфорированному интервалу. После закачки АКОР–Б100 произошло отключение ее притока в нижней части и снижение обводненности до 75 % в оставшемся интервале. Термометрия проведена через 4 ч после закачки АКОР.

Технология ограничения водопритоков составами АКОР может быть применена в скважинах с любой степенью обводненности. Однако, как показала практика, для проведения водоизоляционных работ обычно брали скважины, обводненность которых достигла предельную для рентабельной эксплуатации величину (более 90 %). Технология предусматривает также совместное использование состава АКОР и цемента.

Подобные работы проводят в скважинах, где одной из причин обводнения являются заколонные перетоки из выше- и нижележащих интервалов пласта, а также приток подошвенных вод. Докрепление цементом выполняли в тех случаях, когда необходимо было восстановить крепь скважины. Применение технологии по схеме AKOP – + цемент, где используются материалы с различной способностью по закупориванию поровых каналов, обусловливает высокую эффективность изоляционных работ. При последовательной закачке двух тампонажных материалов происходят тампонирование мелких пор и микротрещин фильтрующимся составом АКОР, обладающим высокой проникающей способностью, и заполнение крупных трещин — цементным раствором. В результате достигается наибольшая эффективность работ. Высокая технологическая успешность при использовании указанной схемы может быть достигнута и в нагнетательных скважинах.

Успех водоизоляционных работ в скважинах в значительной степени определяется правильным выбором объекта воздействия и режимом проведения работ. Для этого с использованием математических методов обработки данных были проведены работы по оптимизации технологической схемы и прогнозированию результатов водоизоляционных работ составами АКОР. Для оптимизации процесса взяты 173 скважины Южно-Сургутского месторождения с наиболее полной информацией по 24 информативным и достоверным факторам.

Страницы: 1, 2, 3, 4