Лопухов А.Н. Справочник инженера по добычи нефти Том 1
Подождите немного. Документ загружается.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
371
Продолжение таблицы 7.36
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
168 (6 3/8) 168,3 9 150,3 17,73 177,3 222,4 15,86 14,84 13,52 11,5 9,6 7,4
168 (6 3/8) 168,3 10 148,3 17,26 172,6 222,4 15,36 14,34 13,02 11 9,1 6,9
168 (6 3/8) 168,3 11 146,3 16,80 168,0 222,4 14,86 13,84 12,52 10,5 8,6 6,4
168 (6 3/8) 168,3 12 144,3 16,35 163,5 222,4 14,46 13,44 12,12 10,1 8,2 6
178 (7) 177,8 6,9 164 21,11 211,1 248,2 19,28 18,26 16,93 14,91 13,01 10,86
178 (7) 177,8 8,1 161,6 20,50 205,0 248,2 18,67 17,65 16,32 14,30 12,40 10,24
178 (7) 177,8 9,2 159,4 19,95 199,5 248,2 18,11 17,09 15,76 13,74 11,84 9,69
178 (7) 177,8 10,4 157 19,35 193,5 248,2 17,52 16,50 15,17 13,15 11,25 9,09
178 (7) 177,8 11,5 154,8 18,81 188,1 248,2 16,98 15,96 14,63 12,61 10,71 8,56
178 (7) 177,8 12,7 152,4 18,23 182,3 248,2 16,40 15,38 14,05 12,03 10,13 7,98
178 (7) 177,8 13,7 150,4 17,76 177,6 248,2 15,93 14,90 13,57 11,55 9,65 7,50
219 (8 3/8) 219,1 7 206,1 33,34 333,4 376,8 16,3 10,75
219 (8 3/8) 219,1 8 203,1 32,38 323,8 376,8 15,7 10,15
219 (8 3/8) 219,1 9 201,1 31,75 317,5 376,8 15 9,45
219 (8 3/8) 219,1 10 199,1 31,12 311,2 376,8 14,4 8,85
219 (8 3/8) 219,1 12 195,1 29,88 298,8 376,8 13,2 7,65
245 (9 5/8) 244,5 7 230,5 41,71 417,1 469,3 25,1 19,55
245 (9 5/8) 244,5 8 228,5 40,99 409,9 469,3 24,3 18,75
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
372
Окончание таблицы 7.36
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
245 (9 5/8) 244,5 9 226,5 40,27 402,7 469,3 23,6 18,05
245 (9 5/8) 244,5 10 224,5 39,56 395,6 469,3 22,6 17,05
245 (9 5/8) 244,5 12 220,5 38,17 381,7 469,3 21,4 15,85
273 (10 3/4) 273,1 7 259,1 52,70 527,0 585,5 35,9 30,35
273 (10 3/4) 273,1 8 257,1 51,89 518,9 585,5 35,1 29,55
273 (10 3/4) 273,1 9 255,1 51,08 510,8 585,5 34,5 28,95
273 (10 3/4) 273,1 10 253,1 50,29 502,9 585,5 33,5 27,95
273 (10 3/4) 273,1 12 249,1 48,71 487,1 585,5 31,9 26,35
299 (11 3/4) 298,5 8 285,5 63,99 639,9 699,5 46,9 41,35
299 (11 3/4) 298,5 9 280,5 61,76 617,6 699,5 45,1 39,55
299 (11 3/4) 298,5 10 278,5 60,89 608,9 699,5 44,2 38,65
299 (11 3/4) 298,5 11 276,5 60,02 600,2 699,5 43,3 37,75
299 (11 3/4) 298,5 12 274,5 59,15 591,5 699,5 42,3 36,75
324 (12 1/4) 323,9 9 305,9 73,46 734,6 823,6 56,8 51,25
324 (12 1/4) 323,9 10 303,9 72,50 725,0 823,6 55,8 50,25
324 (12 1/4) 323,9 11 301,9 71,55 715,5 823,6 54,9 49,35
324 (12 1/4) 323,9 12 299,9 70,60 706,0 823,6 53,8 48,95
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
373
ГЛАВА 8
ПОВЫШЕНИЕ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ
8.1 Общее положение
Современные способы интенсификации притока углеводородов к
забоям скважин являются мощным инструментом повышения их текущей
продуктивности и одновременно они влияют на коэффициент
нефтегазоконденсатоотдачи.
Эти способы разработаны для разнообразных горногеологических
условий и охватывают всю гамму типов пород-коллекторов, глубин
залегания продуктивных горизонтов, величин пластовых давлений,
температур. Одни методы более существенно влияют на изменение
продуктивности нефтяных скважин, другие - газовых, третьи –
газоконденсатных. Методы интенсификации притоков из пласта должны
учитывать, какой породой представлен коллектор - карбонатными либо
песчаными породами, с высокой или низкой пористостью и
проницаемостью, а также свойства скелета породы и насыщающих её
флюидов.
Методы интенсификации притока углеводородов, к забоям
скважин, условно можно разделить на две группы:
методы восстановления продуктивности скважин, путем
воздействия на призабойную зону скважины;
методы увеличения продуктивности скважин, путем воздействия
на отдаленную зону пласта.
Рассмотрим причины, приводящие к снижению продуктивности
скважин, в процессе вскрытия пласта и его эксплуатации:
разгрузка горных пород в призабойной зоне в результате
снижения давления на забой во время вскрытия пласта, проявление
пластичных деформаций в глинистых пропластках;
фильтрация водной фазы из буровых и тампонажных растворов в
пласт-коллектор, а также физико-химическое взаимодействие фильтратов
с породами, пластовыми водами и т.д.;
нарушение термодинамического равновесия пластовой системы и
фазовых преобразований углеводородов при снижении давления и
температуры;
проявление капиллярных сил и электрокинетических эффектов и
формирование на адсорбированных поверхностных слоях полярных
компонентов углеводородов;
проникновение в породу-коллектор бурового раствора или его
фильтрата под воздействием высоких забойных давлений, значительно
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
374
превосходящих пластовое давление, в том числе и за счет плохо
контролируемых и регулируемых дополнительных гидродинамических
давлений, возникающих при спускоподъемных операциях, при
восстановлении циркуляции растворов и пр.;
образование стойких водонефтяных эмульсий с большой
структурной вязкостью;
снижение фазовой проницаемости для нефти за счет увеличения
водонасыщения коллектора, выделения свободного газа из нефти или
осаждения конденсата из газа;
привнесение в процессе эксплуатации скважины в призабойную
зону пласта-коллектора разнообразных технологических жидкостей.
Рассмотрим причины, малой продуктивности скважин:
низкие пластовые давления и температура;
малая мощность пластов;
слабая проницаемость пластов;
неоднородность пород-коллекторов, (смешанный коллектор);
влияние газа, и т.д.
Все вышеперечисленные причины снижают нефтеотдачу пластов и
приводят к снижению показателей разработки месторождения.
В связи с этим разработаны соответствующие технологии,
применение которых приводит к увеличению нефтеотдачи пластов.
Современные технологии воздействия на призабойную зону
скважины или на отдаленную зону пласта, с целью улучшения (или
восстановления), фильтрационных свойств пород-коллекторов в этой зоне
являются частью технологического цикла разработки и эксплуатации
нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.
Методы воздействия на пласт и призабойную зону скважины
можно разделить на:
механические;
химические;
гидродинамические.
Классификация видов воздействия на призабойную зону скважины
и отдаленную зону пласта, представлена в таблице 8.1
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
375
Классификация видов воздействия
Таблица 8.1
Наименование Краткое описание
Механические
Обычный ГРП
Проводиться ньютоновскими жидкостями или жидкостями со
слабовыраженными неньютоновскими свойствами. Трещины
глубиной 50-100м, высоты до 10м, и шириной до 5мм в глубь
продуктивного пласта. Закрепляют - кварцевым песком с
невысокими концентрациями, (5-10т песка при концентрации
50-200кг/м
3
).
Мощный ГРП
Рассчитан на давление до 100МПа. Закрепитель трещин –
керамический пропант. Водный гель на основе WGA-1.
Трещины большой длины 40-200м. Закрепителя 5-20т
концентрация 100-700кг/м
3
.
Гидропескоструйная
перфорация (ГПП)
Метод, по которому образующиеся каналы проходят через
колонну труб, цементное кольцо и углубляются в породу под
действием кинетической энергии потока жидкости с песком,
сформированного в насадках.
Химические
Обработка соляной
кислотой
Обработка хлористоводородной кислотой. Применяют для
воздействия на карбонатные породы и породы, имеющие в
своем составе карбонатный цемент.
Обработка
глинокислотой
Применяют для взаимодействия с породами, содержащими
известняки, глинистые песчаники.
Обработка
сульфаминовой
кислотой
Применяется по схеме принятой для солянокислотных
обработок. Менее активна при взаимодействии с карбонатами.
Обработка
углекислотой
Применяется для взаимодействия с карбонатными породами.
Растворяет асфальтосмолистые соединения.
Технологические схемы кислотных обработок
Кислотные ванны
Кислотные ванны предназначены для очищения фильтра
скважины от загрязняющих и закупоривающих материалов:
глинистого раствора, частичек цементного камня, продуктов
коррозии металла и др. Их лучше применять в необсаженных
и обсаженных скважинах до начала выполнения работ по
определению приемистости пласта, так как при проведении
этих работ загрязняющие и закупоривающие материалы
продавливаются в призабойную зону и ухудшают ее
проницаемость.
Обычные кислотные
обработки
Способ химического воздействия на пласт, солянокислотным
раствором, (или смесью кислот). Проводят после проведения
кислотной ванны, очистивший фильтр и стенки открытого
ствола скважины. Применяются на скважинах, в которых
отсутствует приток (приемистость) или получен
незначительный приток (приемистость).
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
376
Продолжение таблицы 8.1
Наименование Краткое описание
Повторные кислотные
обработки
Проводят на скважинах после освоения, через 2-3 суток, после
первой обработки. Для большего охвата, каждый
последующий раз используют, больший объем кислоты и
повышают её расход во время нагнетания. Объемы кислоты и
продавочной жидкости для последующей обработки обычно
удваиваются. Концентрация кислоты при повторной
обработке, повышается.
Серийная
(многоразовая)
обработка
Выполняется как серия обработок, объединенных одной
программой, при этом предполагается нагнетание кислоты,
ожидание её реагирования, очищение призабойной зоны,
дренаж пласта, а потом неоднократное повторение, всех
процессов, (по программе).
Глубокие
солянокислотные
обработки
Применяют для воздействия на пласты в нагнетательных
скважинах, вскрывших карбонатные породы. Суть обработки
состоит в попеременной закачки соляной кислоты и
высоковязкой жидкости. Карбонат, обработанный первой
порцией кислоты, покрывается высоковязкой жидкостью, как
защитной пленкой, вторая порция кислоты не реагирует с
ранее обработанным карбонатом и за счет этого глубина
проникновения кислоты в пласт увеличивается.
Выборочные
(селективные)
кислотные обработки
Применяют для обработки одного или нескольких
пропластков. Проводятся с установленным в скважине
пакером, гидроперфоратором типа ПЗК. Схемы нагнетания
кислотного раствора могут быть простыми, серийными,
кислотно-струйными, импульсными с использованием
вибраторов и т.п.
Локальные кислотные
обработки
Эффективна на скважинах вскрывших песчаники. Суть
технологии в следующем, закачка кислоты проводится с
ограничением по скорости, а давлением не способствующем
раскрытию трещин, при таких условиях кислота будет
двигаться по всей обрабатываемой поверхности. Закачка в два
этапа: 1 кислотная ванна, 2 закачка кислоты в скважину и
потом постепенно нагнетают в пласт.
Импульсные кислотные
обработки (импульсные
термокислотные
обработки).
Рекомендованы для пластов с низким пластовым давлением,
но высокой проницаемостью. В скважину спускают НКТ с
клапаном, НКТ заполняют кислотным раствором. Подбивают
агрегат, открывают клапан на НКТ и начинают закачку, (за
счет этого увеличивается расход агрегата и давление закачки).
Цель – более глубокая и широкая обработка пласта.
Кислотные обработки с
применением
гидровибраторов
Применяется при салянокислотных обработках. В скважину
устанавливают гидровибратор, закачку кислоты проводят под
воздействием колебаний вызванных гидровибратором.
Колебания воздействуют на пласт и улучшают условия
проникновения кислоты в пласт.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
377
Продолжение таблицы 8.1
Наименование Краткое описание
Кислотно-струйные
обработки
Два вида обработок: в открытом стволе – применяют
гидромониторные устройства, дающие возможность очистки
скважины от глинистого и цементного раствора, иногда в
жидкость добавляют песок, (струя приобретает абразивные
свойства). В стволе обсаженном колонной - используют
гидроперфоратор, которым прорезают отверстие в колонне,
(воздействие аналогично первому случаю). Обработка может
вестись как с отсутствием циркуляции, так и с её наличием.
Кислотные обработки
под высоким давлением
Применяется в скважинах с аномально высоким пластовым
давлением или отсутствием связи между скважиной и
пластом. Обработка проводится при больших давлениях
нагнетания на насосных агрегатах. Возможные методы
обработки: порционное нагнетание, нагнетания с
противодавлением, создаваемым буровым раствором,
нагнетание с установленным в скважине пакером.
Кислотная обработка с
противодавлением
бурового раствора в
колонне
Проводиться в тех случаях, когда давления нагнетания
создаваемого агрегатом недостаточно. Для увеличения
давления на пласт, ствол скважины заполняется тяжелым
раствором. За счет этого давление на пласт может вырасти
примерно на 30атм/1000м., (при плотности раствора
1,30г/см
3
), что может быть достаточно для проведения
нормального процесса обработки.
Обработка
низкотемпературных
пластов,
предотвращающая
гидратообразование.
При кислотной обработке пластов, с низкими пластовыми
температурами, возможно образование гидрата. При
обработке таких пластов применяются ингибиторы
гидратообразования. Добавляются они как в раствор кислоты,
так и в буферные жидкости.
Пенокислотные
обработки скважин
Применяются для интенсификации притока. В скважину
закачивают солянокислотный раствор и пенообразователь.
Для аэрации кислотного раствора можно применять воздух,
азот, природный газ.
Очистка пласта от
продуктов реакции
Продукты реакции кислоты из скважины могут быть удалены:
самоизлиянием или механическим способом: промывкой,
свабированием, компрессором или глубинным струйным
насосом. Для лучшей очистки пласта необходимо создания
максимально возможных, допустимых депрессий. Для
быстрого удаления продуктов реакции, на скважинах с низким
пластовым давлением применяют сжиженный углекислый газ,
который после снижения давления ниже критического
переходит в газообразное состояние, захватывает с собой
жидкость и выносит её на поверхность.
Кислотный
гидроразрыв пласта
Разновидность кислотных обработок под высоким давлением
и отличается от них большими объемами и высокими темпами
закачки раствора кислоты. Рекомендуется проводить на
скважинах со слабой гидродинамической связью с пластом.
Работы проводятся с установкой пакера и противодавлением
бурового раствора на пласт. Трещины, образованные в
результате обработки могут заполняться расклинивающим
материалом или без него.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
378
Продолжение таблицы 8.1
Наименование Краткое описание
Термохимические
обработки пласта
Различают две разновидности: термохимическая и
термокислотная. Термохимическая – обработка соляной
кислотой нагретой в результате экзотермической реакции.
Термокислотная – комбинированная, сначала
термохимическая, потом обычная солянокислотная обработка,
(при повышении температуры приоткрываются каналы в
породе, по которым холодная кислота продвигается в глубь
пласта). Применяются на скважинах с признаками отложения
парафина и смол в пласте и на фильтре.
Закачка ПАВ
Обработка призабойной
зоны пластов ПАВ
Преследует цель удаления воды и загрязняющего материала.
Отрицательная роль воды проявляется в том, что, попадая на
забой скважины, она «закупоривает» часть пор, препятствуя
притоку нефти и газа. Кроме того, вступая в контакт с
глинистыми частицами пород, вода вызывает их набухание и
разрушение. Это приводит к закупорке тонких поровых каналов
и уменьшает дебит скважины. Механизм действия ПАВ
заключается в снижении поверхностного натяжения на границе
воды с нефтью, газом и породой. Благодаря этому размер
капель воды в поровом пространстве уменьшается в несколько
раз и облегчается их вынос. Некоторые ПАВ, кроме того, делают
поверхность поровых каналов в породе, не смачиваемой для
воды, но смачиваемой для нефти, что облегчает фильтрацию
последней.
Гидродинамические
Понижение уровня
Тартание желонкой, поршневание, понижение уровня
жидкости газом – компрессирование, (снижения
противодавления скважинной жидкости на пласт – создание
депрессии), - метод освоения скважин, (см. § 3.1, 3.2, 3.3).
Образование газа в
скважине
Химические газосоздающие реакции, испарение (снижение
плотности жидкости в скважине – создание депрессии) –
метод освоения скважин.
Разгазирование
жидкости нагнетанием
газа
Аэрация с применением компрессора, аэрация с газлифтными
клапанами, с применением азотной установки – аэрация
жидкости проводится на устье, газоводяные подушки –
используется вода и природный газ, (суть данных технологий
описана в § 3.3), снижение плотности жидкости в скважине –
создание депрессии - метод освоения скважин.
Низкочастотные
гидроимпульсы
Струйные насосы, (см. § 3.5), устройства типа УСМД,
пластоиспытатели, (см. § 7.4) имплозионные технологии, -
принцип действия данных методов основан на доставку на
забой или создание на забое, вблизи интервала перфорации
пласта, вакуумной камеры, при мгновенном сообщении сосуда
с вакуумом и скважины происходит мгновенная депрессия.
Еще существует имплозия (см. § 3.8) с доставкой на забой
сосуда со сжатым воздухом, – метод освоения скважин.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
379
Окончание таблицы 8.1
Наименование Краткое описание
Высокочастотные
колебания
Ультразвуковые колебания, механические ударники,
электроимпульсы - создаваемые таким образом волны
воздействуют как на породу пласта, так и на жидкости его
насыщающие. Действие данных волн распространяется и на
призабойную зону скважины и далеко по пласту.
Взрывные
Сжигание пороха, сильные окислительно-восстановительные
химические реакции, (торпедирование, термогазохимическое
воздействие, использование пороховых зарядов, взрывных
смесей, пороховых генераторов, ракетного топлива,
гидрореагирующих составов, топливоокислительных смесей,
горючеокислительных составов).
Тепловые
Нагнетание в пласт
теплоносителя
Закачка горячей воды или пара с температурой до 400°С -
позволяет значительно снизить вязкость нефти и увеличить ее
подвижность, способствует растворению в нефти выпавших из
нее асфальтенов, смол и парафинов.
Примечание: использование данных методов воздействия, возможно как по
отдельности, так и в комплексе с другими, в зависимости от преследуемых целей.
8.2 Основные понятия и определения
Методы интенсификации добычи нефти - это комплекс
мероприятий направленных на полное извлечение нефти из пластов, т.е.
достижение максимального коэффициента нефтеотдачи, за максимально-
короткий промежуток времени.
Методы увеличения притока жидкости в скважину - комплекс
мероприятий, направленных на увеличение проницаемости пласта-
коллектора в призабойной зоне скважины.
Методы ограничения водопритоков – комплекс мероприятий,
направленных на снижение обводненности скважинной продукции, в
добывающей скважине.
Кислотная обработка пласта (КОП) - закачка в призабойную
зону скважины, растворов кислот, с добавками различных химических
реагентов.
Гидроразрыв пласта (ГРП) - закачка в пласт жидкости под
давлением, иногда близким к геостатическому, в результате чего
увеличиваются раскрытость и протяженность естественных трещин и
возникают новые.
Обработка пласта ПАВ - закачка в пласт поверхностно-активных
веществ (ПАВ), снижающих поверхностное натяжение на разделе нефть -
вода и уменьшающих возможность образования стойких водонефтяных
эмульсий.
Справочник инженера по добыче нефти
А.Н. Лопухов 2008год
380
Термический метод обработки пласта - тепловое воздействие на
призабойную зону либо нагревателями (электрическими,
водоциркуляционными), либо паром.
Перфорация - это процесс образования каналов в обсадной
колонне, цементном кольце и породе пласта, для создания и улучшения
гидродинамической связи скважины с пластом.
Перфоратор - аппарат для пробивания дыр в эксплуатационной,
обсадной колонне, буровой скважины.
Гидропескоструйная перфорация (ГПП) – это метод, по
которому образующиеся каналы проходят через колонну труб, цементное
кольцо и углубляются в породу под действием кинетической энергии
потока жидкости с песком, сформированного в насадках.
Призабойной зоной скважины (ПЗС) - называется область пласта
вокруг ствола скважины, подверженная наиболее интенсивному
воздействию различных процессов, сопровождающих строительство
скважины и её последующую эксплуатацию и нарушающих
первоначальное равновесное механическое и физико-химическое
состояние пласта.
8.3 Классификатор методов увеличения нефтеотдачи пластов,
принятый в ОАО «СНГ»
Таблица 8.2
Шифр
Вид работ по текущему
ремонту скважин
Технико-технологические
требования к сдаче
1 2 3
ПНП 1 - Создание физико-химического вытеснения
ПНП 1.1 Закачка растворителя
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.2 Закачка растворов ПАВ.
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.3 Закачка растворов полимеров
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.4 Закачка кислот
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.5 Закачка щелочных растворов
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.6 Закачка горячей воды.
Выполнение запланированного
объема работ
ПНП 1.7 Закачка пара
Выполнение запланированного
объема работ