9.1.1. Обоснование и промысловое обеспечение технологических операций

Согласно полученным результатам, воздействие уп­ругими колебаниями в условиях обратной фильтрации совместно с правильно подобранным физико-химическим компонентом воздействия приводит к рез­кой интенсификации очистки пористой среды, загряз­ненной различными кольматантами. В связи с этим со­четание виброволнового воздействия с созданием де­прессий на продуктивном интервале скважины являет­ся одним из необходимых условий эффективной очи­стки ПЗП, в особенности для скважин с низким пла­стовым давлением.

237

Принципиальное отличие разработанной авторами технологии от применявшихся ранее и использующих комбинирование репрессии и депрессии, состоит в создании одновременно как достаточно глубоких и длительных депрессий на пласт, так и требуемой плот­ности потока колебательной энергии на продуктивном интервале скважины. Для лучшего понимания этих от­личий проиллюстрируем сначала происходящие про­цессы на примере метода, включающего обработку пласта реагентами с вибровоздействием и одновре­менным повышением и понижением давления в сква­жине [42].

Во время осуществления технологических операций по этому методу давление на забое сначала повыша­ется относительно стационарного уровня пластового давления р_пл и происходит задавка реагента в ПЗП при одновременном наложении импульсов давления. При достижении давления на забое р_зак к моменту времени ti давление в ПЗП распределяется по кривой 1 (рис. 9.1.1, а). Затем путем открытия устьевой задвижки производят резкое снижение давления до уровня р_пуск. Вследствие конечной пьезопроводности ПЗП перерас­пределение давления в пористой среде запаздывает, и к моменту времени t₂ пьезометрическая линия имеет вид кривой 2. В течение времени t₄-t₂ по отношению к кольцевой области с радиусом г_эф будет происходить обратная фильтрация жидкости из ПЗП в скважину под действием перепада Ар_деп> в то время как для областей ПЗП с большим радиусом будет продолжаться прямая фильтрация в глубь пласта. Перепад Ар_деп быстро уменьшается, а с ним сужается и кольцевая область существования обратной фильтрации (см. рис. 9.1.1, а, кривые 3, 4). Колебательное воздействие осуществля­ется сразу при повышении давления, и это может спо­собствовать переносу загрязнений в глубь пласта, а поскольку последующее время t_A-t₂ существования об­ратной фильтрации не превышает времени первона­чального роста давления, то существенного фильтра­ционного выноса кольматанта не происходит. Кроме того, для устранения фактора адгезионного прилипания [31], который проявляется как в поверхностном сцеп-

238

лении кольматанта с твердой фазой, так и в "закупо­ривающем действии" конгломератов слипшихся частиц кольматанта с размерами, превышающими сужения пор, требуется приложение достаточно большого и на­правленного в скважину градиента давления Ар, что крайне сложно осуществить, так как значение р_пуск пре­вышает уровень пластового давления, а значение р_зак ограничено допустимым уровнем повышения давления в скважине.

Теперь проиллюстрируем некоторые отличительные особенности разработанной авторами технологии.

239

R

р
"зак		<1<<2<	t3<t4
	к	3(t3)
»		-—7^_7 ~ "*
7пл		-
пуск

R

Рис. 9.1.1. Распределения давления в призабойной зоне пласта. Тех­нологии:

а - традиционная; б - новая, с использованием депрессии и вибровол­нового воздействия

В первой стадии данного технологического процес­са при закрытом затрубном пространстве поднимается давление в скважине и репрессия поддерживается в течение времени, необходимого для создания устано-

240

вившегося распределения давления в ПЗП (см. рис. 9.1.1, б, кривая 7). При этом образуется высокий по­тенциальный запас упругой энергии сжатия жидкости и породы в наиболее загрязненной области ПЗП вблизи скважины. Поскольку воздействие упругими колеба­ниями на этой стадии не происходит, то инициируемый колебаниями унос частиц кольматанта в глубь пласта отсутствует. Во второй стадии производится быстрое снижение давления на забое ниже пластового, что достигается открыванием затрубной задвижки и вклю­чением, например, струйного насоса. Одновременно с ним выходит на рабочий режим гидродинамический генератор. Работа струйного насоса позволяет быстро снизить давление в подпакернои зоне на продуктивном интервале перфорации, при этом создается значи­тельный перепад давления Ар_деп = р_зак - р_пуск между за­боем и прилежащей к скважине кольцевой областью ПЗП (20-40 МПа). При одновременной работе генера­тора создаются наиболее благоприятные условия для отрыва и выноса кольматирующих частиц из наиболее загрязненной области ПЗП. С течением времени цикла обработки значение Ар_деп снижается, но одновременно увеличивается радиус охвата ПЗП депрессией (см. рис. 9.1.1, б, последовательные по времени t₂ и t₃ кри­вые 2 и 3). В течение достаточно длительного времени воздействия t₄ пьезометрическая линия примет вид ус­ловной кривой 4, а депрессией будет охвачена доста­точно существенная область ПЗП. При этом по глубине радиуса эффективного воздействия (с учетом распре­деления плотности колебательной энергии в пласте) будет осуществляться эффективная очистка пористой среды ПЗП уже за счет "включения" пластового давле­ния и притока жидкости из пласта.

Расчет оптимальных параметров работы гидродина­мического скважинного генератора колебаний и гео­метрических характеристик работающего совместно с ним струйного насоса производится по специальной компьютерной программе, основанной на разработан­ных авторами расчетных схемах (см. раздел 7.2) и учи­тывающей геолого-промысловые особенности каждой конкретной скважины.

241

Кроме того, виброволновая обработка осуществля­ется с применением системы автоматизированного контроля (см. гл. 8), работающей в режиме обратной связи ("отклика" скважины) и позволяющей контроли­ровать ход процесса, а также при необходимости с изменением режима работы насосных агрегатов вно­сить требуемые коррективы.

Описанный технологический процесс разработан в двух основных вариантах - технология виброволнового и депрессионно-химического воздействий (ВДХВ) и технология виброволнового и пенного воздействий (ВПВ).

Требуемая энергонапряженность колебательного поля на продуктивном интервале скважины создается благодаря использованию специально разработанного гидродинамического вихревого генератора типа ГД2В (см. гл. 6), который развивает высокоамплитудные низкочастотные колебания давления (6-10 МПа с уче­том резонансных систем) при относительно небольших расходах рабочей жидкости 2- 6 дм³/с Это позволяет создавать регулируемое и достаточно глубокое сниже­ние давления на забое скважины путем откачки пла­стовой и рабочей жидкостей посредством совместно работающего с генератором колебаний специально разработанного струйного насоса.

Особенность гидродинамического генератора ГД2В - способность устойчиво и эффективно работать при разрывах сплошности потока рабочей жидкости - дает еще одну возможность создавать длительное сниже­ние давления на забое и без использования специаль­ного струйного насоса, а именно путем закачки в сква­жину и циркуляции в ней пенных систем.

Технологии ВДХВ и ВПВ предназначены:

для очистки призабойной зоны скважин от фильтрата и глинистых остатков бурового раствора, повышения качества освоения после бурения и вызова притока нефти из пласта;

для очистки ПЗП от кольматирующих материалов, внесенных в процессе проведения ремонтных работ или действия других техногенных факторов;

242

для повышения эффективности освоения под закач­ку воды при переводе добывающих скважин в фонд на­гнетательных;

для оценки нефтегазоносности при испытании раз­ведочных скважин;

для доосвоения и повышения производительности, реанимации, увеличения профиля притока добываю­щих и приемистости нагнетательных скважин, произво­дительность которых после освоения стала ниже по­тенциально возможной или снизилась в процессе экс­плуатации.

Технологические решения направлены на вовлече­ние в активную разработку трудноизвлекаемых запа­сов. Благодаря комплексному действию технологиче­ских факторов в низкопроницаемых и загрязненных терригенных коллекторах происходит:

разупрочнение кольматирующего материала, глини­стых включений и очистка поровых каналов коллекто­ров, устранение блокирующего влияния остаточных фаз газа, нефти и воды, инициирование фильтрации флюидов в неохваченных пропластках и зонах, повы­шение охвата пласта как по толщине, так и по прости­ранию;

улучшение фильтрационных характеристик заглини-зированных коллекторов;

более быстрое и глубокое проникновение растворов химических реагентов, пен и эмульсий в пласт;

выравнивание скоростей реакции в зонах с различ­ной фазовой насыщенностью;

эффективное растворение и вынос карбонатного цемента и глинистого вещества, а также вторичных продуктов реакции из ПЗП;

повышение эффективности взаимодействия раство­рителей с поверхностью скелета породы и очистка ПЗП от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО).

В карбонатных коллекторах происходит:

более быстрое и глубокое проникновение растворов химических реагентов, пен и эмульсий в пласт, при этом за счет ускорения проникновения их в поры и трещины продуктивных пород происходит увеличение

243

глубины и эффективности обработки пласта без при­менения специальных химических замедлителей реак­ции;

выравнивание скоростей реакций в водо- и нефтя­ных зонах;

расширение существующих и создание новых мик­ротрещин в ПЗП;

эффективное взаимодействие реагентов и раство­рителей с поверхностью скелета породы;

очистка ПЗП от АСПО;

растворение и вынос карбонатной составляющей без накопления нерастворимых вторичных продуктов реакций в порах пласта;

выравнивание профиля притока и приемистости.

Объекты и условия применения технологий ВДХВ и ВПВ приведены в гл. 10.