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.

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-

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.

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-

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.

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;

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

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.

ВАРИАНТ ТЕХНОЛОГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТРУЙНОГО НАСОСА (ВДХВ)

Основная область применения - нефтяные залежи с осложненными геолого-физическими условиями раз­работки (терригенные коллекторы с пониженной про­ницаемостью, повышенной глинистостью; слоисто-неоднородные пласты; карбонатные продуктивные пласты).

Основными объектами для применения технологии ВДХВ являются вертикальные, условно вертикальные, наклонно направленные скважины с наклоном ствола до 45°.

Сущность технологии состоит в воздействии на ПЗП упругими колебаниями путем возбуждения их на забое скважин гидродинамическим генератором при одно­временном создании длительных депрессий на пласт с помощью струйного насоса, которые чередуются с по­вышением забойного давления выше пластового для создания репрессии, не превышающей давления гид­роразрыва пласта, с продолжительностью, достаточ­ной для накопления высокого потенциального запаса упругой энергии сжатия жидкости и породы в наиболее загрязненной области ПЗП вблизи скважины. При не­обходимости производят сочетание с воздействием химреагентами.

Такое чередование данных операций позволяет в наиболее загрязненной зоне вблизи ствола скважины создавать направленные из пласта к забою большие локальные градиенты давления, которые могут по аб­солютному значению достигать давления гидроразры­ва пласта. Благодаря наложению колебательных упру­гих деформаций интенсифицируется образование до­полнительных трещин, при этом происходит перерас­пределение и ослабление остаточных упругих напря­жений, что уменьшает их смыкание после сброса дав­ления. Знакопеременные упругие деформации пласта в приствольной зоне и на перфорационных каналах приводят к появлению сети микротрещин как на по­верхности перфорационных каналов, так и по радиусу от них в глубь пласта, что увеличивает количество от­крытых каналов для притока жидкости.

Упругие колебания способствуют интенсифицирова­нию фильтрации жидкости и инициируют вынос из ПЗП кольматирующего материала, в результате чего очи­щаются естественные поровые каналы и увеличивается гидропроводность и пьезопроводность приствольной зоны коллектора.

В процессе проведения циклов чередований ре­прессии и депрессии на пласт воздействию подверга­ются все более отдаленные от ствола скважины зоны ПЗП. В результате осуществляется глубокая очистка ПЗП, восстанавливается естественная проницаемость коллектора вблизи скважины.

При отложениях в ПЗП солей или АСПО, техноген­ном засорении при закачке воды, глушении, проведе­нии ремонтных операций виброволновая обработка сочетается с реагентным воздействием путем добав­ления химреагентов в рабочую жидкость или закачкой их в пласт в виде оторочек в процессе создания ре­прессий. Виброволновое воздействие интенсифициру­ет действие реагентов и способствует выносу как жид­ких, так и твердых или гелеобразных продуктов реак­ции, тем самым обеспечивается высокая степень очи­стки ПЗП и последующая продолжительная эксплуата­ция скважин.

Последовательность операций, рациональная глуби­на, объем и вид закачиваемых растворов химреаген-

тов, время их выдержки на реагирование определяют­ся на основании анализа результатов гидродинамиче­ских и геофизических исследований с учетом геолого-физических параметров пласта, категории и типа объ­екта-скважины, предыстории эксплуатации и прове­денных ранее мероприятий, а также накопленного промыслового опыта обработок. Кроме того, использу­ется прогнозное моделирование с применением раз­работанных авторами компьютерных программ. В про­цессе проведения обработок ведется контроль за при­током жидкости из пласта по увеличению объема жид­кости в желобной емкости; при создании репрессий определяется приемистость для сравнительной про­верки изменения фильтрационных свойств околосква-жинной зоны; отбором проб изливаемой жидкости кон­тролируется вынос кольматанта и оценивается его природа. По результатам исследований корректируют­ся продолжительность операций, объемы и виды хими­ческого воздействия. Качество и эффективность кон­троля за технологическим процессом существенно по­вышаются с применением автоматизированной систе­мы контроля (см. гл. 8).

Технологией ВДХВ предусматривается применение специального скважинного оборудования: генератора колебаний типа ГД2В, установленного в интервале перфорации, адаптированного к нему струйного насо­са типа ИС, спецфильтра, а также штатного нефтепро­мыслового оборудования: подземного - механического пакера, например типа ПВМ, и вставного фильтра; на­земного - агрегата для проведения спускоподъемных операций типа А-50 или ПТМТ, желобной емкости, на­сосных агрегатов типа СИН-31, 4АН-700 или АЧФ, ав­тоцистерн; химреагентов: ПАВ, кислот, растворителей и др.

На рис. 9.1.2 приведена схема размещения обору­дования для виброволновой обработки скважины с ис­пользованием генератора колебаний типа ГД2В и струйного насоса типа ИС, а на рис. 9.1.3 - схема ком­поновки этого оборудования, на которой представлены генератор 1 с резонатором 2, струйный насос 3, за­крепленный в седле 4, спецфильтр 5, пакер механиче-

ского типа 6, вставной фильтр 7. Генератор установлен внутри трубы НКТ 8.

Данную компоновку оборудования спускают на НКТ в скважину и устанавливают на заданной глубине. Да­лее производят посадку пакера.

В первой стадии работы, при повышении давления, рабочую жидкость (вода, растворы реагентов, нефть) закачивают в скважину с небольшим расходом, струй­ный насос и генератор работают только на пропуска­ние жидкости, не выходя на рабочий режим. Во второй стадии, при открывании затрубного пространства и подаче режимного расхода жидкости, струйный насос и генератор выходят на рабочий режим, происходит быстрое снижение давления под пакером и осуществ­ляют виброволновую обработку продуктивного интер­вала ПЗП в условиях депрессии.

Особенности конструкции струйного аппарата по­зволяют в зависимости от продуктивности скважины изменять режим работы для осуществления макси­мального отбора пластовой жидкости или для созда­ния на забое требуемого снижения давления и обеспе­чения оптимальной работы гидродинамического гене­ратора.

С использованием описанных выше компьютерных программ рассчитывается оптимальная геометрия (диаметр сопла и камеры смешения) струйного насоса. Также определяются глубина его установки в скважине и уровень депрессии на забое, который не должен превышать допустимого значения, устанавливаемого геологической службой заказчика с учетом устойчиво­сти коллектора продуктивного пласта и возможного близкого расположения водоносного горизонта.

-4

-it

Рис. 9.1.2. Схема размещения оборудования для обработ­ки ПЗП

по технологии ВДХВ:

/ - генератор колебаний давления; 2 - резонатор; 3 - струй­ный насос; 4 - пакер; 5 - спецфильтр; 6 - фильтр вставной; 7 - насосные агрегаты; 8 - емкость; 9 - сепаратор; 10-18 -вентили; 19-21 - манометры; 22 - штуцер; 23 - фильтр; 24 -тройник БРС; 25 - амбар; 26 - емкость для рабочей жидкости; 27 - жидкость

глушения; 28 - расходомер

Рис. 9.1.3. Схема компоновки скважинного оборудования

Г-2

По своей природе виброволновое воздействие в ис­пользуемом амплитудно-частотном диапазоне являет­ся экологически безопасным и, как следует из приве­денных в гл. 6 оценок, его сочетание с депрессионным воздействием не вызывает нарушений технического состояния, а также целостности цементного кольца скважин при условии его качественного исполнения.

ВАРИАНТ ТЕХНОЛОГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕННЫХ СИСТЕМ (ВПВ)

Основная область применения - нефтяные залежи с осложненными геолого-физическими условиями раз­работки (низкая проницаемость, повышенная глини­стость и др., слоисто-неоднородные пласты, карбонат­ные коллекторы), с пластовым давлением не ниже по­ловины и не выше гидростатического давления столба нефти в скважине.

Основными объектами для применения данной тех­нологии являются преимущественно горизонтальные скважины (ГС) и вторые стволы действующих скважин, традиционные методы освоения которых после буре­ния и повышения продуктивности малоэффективны или технически невозможны, но при необходимости она может использоваться и для обработки вертикальных и наклонно направленных скважин глубиной до 6000 м.

Сущность данного варианта технологии состоит в возбуждении в ПЗП упругих колебаний достаточной мощности с помощью гидродинамического генератора колебаний давления типа ГД2В, работающего при про­качке через него жидкостей (а также их смесей с газа­ми), создании необходимого значения длительной де­прессии на забое и вызове притока в скважину путем приготовления пенных систем на забое, пропускании их через межтрубное пространство с целью облегче­ния столба жидкости в скважине и создания условий для выноса кольматанта из ПЗП и на устье скважины. При этом предусмотрена возможность комбинирова­ния с физико-химическим воздействием - закачкой в пласт растворителей, ПАВ, кислот и их композиций.

Важное достоинство данного варианта состоит в том, что он позволяет осуществлять комплексную виб­роволновую технологию в горизонтальных, наклонно-горизонтальных скважинах и вторых стволах скважин -на объектах, где технические операции посадки пакера невозможны или крайне затруднены, что исключает применение струйного насоса для создания депрессий на пласт. Помимо этого, присущие пенным системам упругие свойства, а также их повышенная вязкость и удерживающая способность позволяют весьма эффек­тивно, в отличие от традиционных технологий, произ­водить очистку продуктивного интервала горизонталь­ных скважин от бурового раствора в зазоре между не-цементированным фильтром и стенкой открытого ствола, а также удалять глинистую корку, образую­щуюся на стенке скважины, сильно уплотненную за счет адсорбционных и молекулярных связей между глинистыми частицами.

Особенностью данного технологического процесса является то, что имеется возможность достаточно дли­тельное время создавать заданную депрессию на пласт и при необходимости управлять ее значением. Последнее позволяет производить обработки скважин, вскрывающих неоднородные пласты со слабосцемен-тированными коллекторами, с близкорасположенными к продуктивному горизонту подошвенной водой или газовой шапкой.

На рис. 9.1.4 приведена схема размещения обору­дования для виброволновой обработки скважины с ис­пользованием генератора типа ГД2В и пенных систем, а на рис. 9.1.5 - схема компоновки скважинного виб­роволнового оборудования для осуществления техно­логии.

В подготовительные мероприятия входят промывка скважины от бурового раствора, гидродинамические и геофизические исследования, отбивка забоя, спуск в скважину на колонне НКТ генератора типа ГД2В с ре­зонатором, после чего устанавливают на устье армату­ру и обвязывают согласно схеме насосные агрегаты типа ЦА-320, компрессор типа СД9-101 или СД9-200 и желобную емкость. Обработку ПЗП производят в сле-

дующей последовательности. Сначала в скважину при
открытом затрубе закачивают раствор ПАВ. При про­
качке воды через генератор на забое возбуждаются
пульсации давления. Затем включают компрессор и
одновременно с подачей воды в НКТ нагнетают воздух.
Водовоздушная смесь проходит через генератор, и в
его каналах за счет динамических вихревых и колеба­
тельных процессов происходят интенсивное переме­
шивание воздуха с водой и образование высокодис­
персной пены, которая заполняет межтрубное про­
странство и через выкидную линию изливается в же-
лобную емкость. С помощью сепаратора пену разру­
шают, и отделенный от возду-

Рис. 9.1.4. Схема размещения оборудования для освоения и повыше­ния про­дуктивности скважин по технологии ВПВ:

/ - генератор; 2 - резонатор; 3 - отражатель; 4 - фильтр вставной; 5 -аэратор; 6 - фильтр; 7 - насосный агрегат; 8 - компрессор; 9, 10 - ем­кость; 11 - сепаратор; 12 - желобная емкость; 13-20 - задвижки; 21-23 -манометры; 24 -

штуцер; 25 - амбар; 26 - расходомер; 27-39 - задвижки

ха раствор ПАВ после оседания частиц грязи на дно емкости вновь забирают насосным агрегатом и подают

на аэратор, а далее вместе с воздухом опять закачивают через НКТ в скважину.

Рис. 9.1.5. Схема компоновки скважинного вибровол­нового

оборудования для технологии ВПВ:

/ - НКТ диаметром 2,5"; 2 - репер-патрубок; 3 - вставной фильтр; 4 - генератор; 5 - переводник 2,5" к НКТ диаметром 3"; 6 - резонатор НКТ диаметром 3"; 7 - отражатель-заглушка; 8 -

хвостовик из НКТ диаметром 3"

Под действием депрессионного перепада давления загрязняющие частицы выносятся из пласта в ствол скважины, попадают в га­зоводяную пену и обратным потоком по межтрубному пространству эффективно вы­носятся на устье, а затем удаляются. Про­должительность прокачки пены составляет 4-6 ч и зависит от степени загрязнения ПЗП и интенсивности выноса кольматанта. Кон­троль за его выносом ведется по количеству взвешенных частиц в пробах изливающейся жидкости.

В целях улучшения условий работы ге­нератора при выполнении операции прокачки пены производят чередование прокачки воды и пены в количестве двух-четырех циклов.

Далее, после остановки прокачки, проис­ходит самоизлив пены до полной разрядки скважины. После этого производят установку генератора на другой интервал перфорации и повторяют описанные выше операции по прокачке пены.

Закачку растворов реагентов осуществ­ляют через НКТ и установленное подземное оборудование. После выдержки скважины на реагирование производится вибропенное воздействие с целью выноса из ПЗП продук­тов реакции и остатков кольматирующего материала.

По окончании обработки ПЗП производят заключи­тельные мероприятия: промывку забоя от скопившегося там кольматанта, комплекс гидродинамических и геофи-

зических исследований, а также работы по пуску скважи­ны в эксплуатацию.

При выполнении выше рассмотренных технологиче­ских операций возможно снижение забойного давления до 25- 30 % от гидростатического, а после остановки на самоизлив до 15-20 %. Давление на забое скважин может регулироваться повышением давления на выходе (с помощью устьевых задвижек), ограничением объема закачки пены, увеличением расхода жидкости или уменьшением расхода газа, т.е. путем уменьшения га­зосодержания в пене (степени аэрации), при этом средневзвешенная по высоте плотность пены может ре­гулироваться от 0,15-0,2 до 0,8-0,9 г/см³.

Степень снижения давления определяется динами­кой движения упругой и вязкой пены по скважинному межтрубному пространству. Вязкость двухфазной пены зависит от концентрации ПАВ, температуры, скорости сдвига. При больших скоростях она на порядок выше, чем вязкость пенообразующего раствора, а при малых скоростях может быть больше на 2-3 порядка. Высокая вязкость обеспечивает восходящему потоку пены по­вышенную способность выноса шлама и частиц во время промывки. При газосодержании больше 50-55 % у пены начинают проявляться и усиливаются струк­турно-механические и вязкопластичные свойства, что ведет, в отличие от простой аэрации воды, к отсутст­вию проскальзывания газа. При использовании ком­прессоров с рабочим давлением 8-10 МПа и подачей до 7-9 м³/мин возможно освоение скважин глубиной 5000-6000 м.

Одним из важных свойств пены является ее упру­гость. Вследствие сжатия газовой фазы столб двух­фазной пены обладает большим запасом упругой энергии. После прекращения закачки, в момент оста­новки течения и исчезновения гидравлического сопро­тивления, связанного с вязкостным трением, равнове­сие системы нарушается. Этому способствуют также поднимающиеся вверх пузырьки газа из нижней части столба пены, а также выделение растворенного в неф­ти газа при снижении забойного давления ниже давле­ния насыщения. Высвобождение упругой энергии вы-

 

 

 

 

		Таблица 9.	1.1
Расход рабочей жидкости, ДМ3/С	Изменени я давления на устье скважины, МПа	Глубина интервала перфорации, м
Забойное давление, МПа
1,0 2,0 3,0 4,0	0,1-0,3 0,1-0,3 0,1-0,3 0,1-0,3	1,2-14,5 1,8-2,2 2,5-3,0 3,3-3,9	2,0-2,4 3,4-4,0 5,0-5,7 6,3-7,0	3,0-3,6 5,7-6,5 8,0-9,0 10,0-10,8	4,5-5,1 8,5-9,4 11,6-12,6 14,0-15,0	6,3 -7,0 11,7-12,7 15,6-16,6 18,0-19,0

ражается в возникновении самоизлива пены. Процесс идет с нарастанием и сопровождается значительным (до 30 %) выносом жидкости из скважины.

В табл. 9.1.1 приведены полученные с использова­нием расчетных схем работы [10] значения снижения давления на забое для различных глубин скважин при использовании пен в зависимости от расхода рабочей жидкости и изменения давления на устье скважины при подаче воздуха компрессором с расходом 8 нм³/мин.

Важными преимуществами использования пенных систем являются возможность прокачки пены и созда­ние депрессии в условиях большого поглощения. Пена, попадая в поглощающий интервал пласта, оказывает блокирующее действие за счет повышенной вязкости и ее внедрения в крупные поровые каналы и трещины, что снижает фазовую проницаемость по жидкости.

На заданных режимах и уровнях депрессии можно работать достаточно длительное время и производить длительную откачку проникшей в пласт воды и эмуль­сий, продуктов реакции после реагентных обработок. Кроме того, за счет перераспределения давления в ПЗП появляется возможность увеличивать зону охвата депрессионным воздействием.

Благодаря свойствам пен выделяющийся из пласта растворенный в нефти газ не смешивается с воздухом, что исключает возможность образования в стволе взрывоопасных газовоздушных смесей.

Использование технологии ВПВ для освоения и повышения продуктивности горизонтальных сква­жин

Применение горизонтальных скважин предоставляет широкие возможности для осуществления высокоэф­фективной разработки нефтяных и нефтегазовых за­лежей. Несомненными общепринятыми преимущест­вами этого подхода являются возможности вводить в разработку сложнопостроенные залежи с низкопрони­цаемыми и неоднородными коллекторами, подстилае­мыми водой или с газовой шапкой, залежи с высоковяз­кими нефтями, увеличивать текущую добычу и нефтеот­дачу за счет повышения коэффициента охвата, снижать объемы капитальных вложений за счет сокращения числа разбуриваемых скважин, снижать остроту эко­логических проблем из-за возможности объединения большого числа скважин в куст.

Максимальный эффект от горизонтальных скважин возможен при использовании их как элемента системы разработки [99, 114]. Однако для получения высокой эффективности нефтеизвлечения с использованием ГС как элементов системы разработки, обеспечивающих активное вовлечение в разработку слабодренируемых запасов нефти, требуется достижение соответствую­щей достаточно высокой проектной продуктивности ГС. Опыт бурения и эксплуатации горизонтальных скважин показывает, что для достижения высокой эф­фективности ГС (увеличения дебита в 2-10 раз по сравнению с дебитом сопоставимых вертикальных скважин) требуется не только максимальный учет кон­кретных геологических и технологических особенно­стей разработки участка залежи, но и применение эф­фективных методов вскрытия и обработки ПЗП.

На практике часто продуктивность пробуренных ГС оказывается ниже ожидаемой потенциальной или даже меньше продуктивности окружающих сопоставимых вертикальных скважин. Бригады освоения затрачивают большие усилия для достижения проектных или при­емлемых дебитов, на долгие месяцы растягиваются сроки их ввода в эксплуатацию. Но и после сдачи ГС промыслам у многих из них вследствие низкого каче-

ства освоения после бурения или проведения обрабо­ток скважин происходит быстрое снижение продуктив­ности в течение первого года эксплуатации, в особен­ности у тех, которые были пробурены буровыми пред­приятиями в период отработки конструкции и техноло­гии строительства ГС.

Анализ причин неудовлетворительного освоения ГС и недостаточной эффективности обработок ПЗП пока­зывает, что в целях повышения устойчивости горизон­тальных и слабонаклонных стволов большой длины при их проходке используются технологии, после примене­ния которых крайне затруднительно полноценное ос­воение скважин. В процессе строительства ГС из-за длительного контакта вскрытого через открытый ствол продуктивного пласта с буровым раствором в приза-бойную зону внедряется значительное количество фильтрата, а на стенке откладывается глинистая корка, уплотняющаяся с течением времени. Все это создает трудности по очистке ПЗП от бурового раствора или его остатков в кольцевом зазоре между стенкой скважи­ны и фильтром. В достаточно сцементированных и плотных карбонатных коллекторах забой иногда остав­ляют открытым, что накладывает соответствующие ог­раничения на использование технологий освоения и обработки ПЗП. По ряду причин налагаются запреты на применение компрессирования.

Ухудшение фильтрационных свойств коллекторов ГС и существенное снижение их продуктивности происхо­дят в процессе эксплуатации из-за кольматации ПЗП, глубокого проникновения в пласт жидкости глушения при проведении частых ремонтных операций.

Таким образом, многие ГС не дают ожидаемых ре­зультатов, что связано не столько с их неудачным вы­бором, сколько с невозможностью их полноценного освоения или восстановления их продуктивности после эксплуатации с применением традиционных методов обработки призабойной зоны пласта.

С другой стороны, после применения традиционных методов обработки ГС существует опасность ускорен­ного их обводнения, связанная с геологическими осо­бенностями и геометрией этих скважин. Например,

причиной быстрого обводнения ГС может являться прорыв подошвенных вод по вертикальным трещинам после кислотной обработки горизонтальной части ствола [114].

Проблема освоения и повышения продуктивности горизонтальных скважин, а также наклонно-горизонтальных, вторых стволов вертикальных скважин может быть решена с использованием технологии ВПВ.

Особенность технологии применительно к ГС состо­ит в поинтервальной обработке протяженного интерва­ла продуктивного пласта. Требуемое значение сниже­ния забойного давления по отношению к пластовому на обрабатываемых интервалах ствола скважины соз­дается использованием в качестве рабочей жидкости генератора газоводяной смеси и заполнением затруб-ного пространства высокоактивной пеной. Получаемая на выходе генератора пена обладает высокой удержи­вающей способностью и выраженными вязкоупругими релаксационными свойствами. В сочетании с вибро­волновым воздействием данные свойства пены позво­ляют в условиях депрессии на пласт осуществлять наиболее эффективную поверхностную очистку заколь-матированных в процессе бурения стенок ствола сква­жины. Применение технологии ВПВ особенно эффек­тивно для конструкций скважин с фильтром в обсажен­ном нецементированном горизонтальном участке, из которого крайне затруднительно извлечение остатков бурового раствора традиционными методами.

Технология включает следующие основные этапы работ: выбор скважин с определением глубин установ­ки генератора для поинтервальной обработки, подго­товительные работы на скважине, обработку приза-бойной зоны, заключительные работы.

В подготовительные мероприятия входят промывка скважины от бурового раствора, гидродинамические и геофизические исследования, отбивка забоя, спуск в скважину генератора колебаний давления с резонато­ром.

Схема размещения оборудования для проведения обработки скважин показана на рис. 9.1.4. По возмож­ности применяют вариант схемы, в котором поинтер-

вальную обработку производят с допуском НКТ, с ис­пользованием промывочной устьевой головки и про­мывочного "грязевого" шланга, присоединяемого че­рез вертлюг к НКТ.

Обработку ПЗП проводят в следующей последова­тельности. Сначала в скважину при открытом затрубе закачивают раствор ПАВ. После заполнения объема скважины создают репрессию, затем открывают за-труб, включают насосный агрегат с компрессором и вместе с жидкостью в НКТ нагнетают воздух. Водовоз-душная смесь проходит через генератор, и на его вы­ходе образуется пена, которая заполняет межтрубное пространство. При протекании газожидкостной смеси через генератор на забое скважины продуцируются пульсации давления. Заполняющая межтрубное про­странство скважины пена через выкидную линию и се­паратор изливается в желобную емкость. С помощью сепаратора пена разрушается, а отстоявшийся в верх­ней части желобной емкости раствор ПАВ вновь пода­ют на вход насосного агрегата и в смеси с воздухом непрерывно нагнетают в скважину. С целью повышения эффективности удаления глинистой корки периодиче­ски через генератор производят прокачку порций жид­кости без ее аэрации