Патент на изобретение №2295029

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при термоциклическом воздействии на породы-коллекторы при обработке призабойной зоны пласта. Обеспечивает повышение эффективности воздействия за счет увеличения пористости и проницаемости коллектора продуктивного пласта. Сущность изобретения: по способу при обработке призабойной зоны пласта с песчаным коллектором проводят нагрев и охлаждение циклически. Нагрев ведут в течение 1,5-2,5 ч до температуры 80-90°С, охлаждение – в течение 0,5-0,75 ч до температуры 20-25°С. Количество циклов устанавливают равным 5-10.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при термоциклическом воздействии на породы-коллекторы при обработке призабойной зоны пласта.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт обрабатывающего состава, спуск в скважину нагревателя, установку его против интервала перфорации и проведение теплового воздействия на пласт. Тепловое воздействие на пласт ведут при чередующемся изменении направления движения состава из полости скважины в пласт и из пласта в скважину. В каждом цикле в пласт закачивают свежую порцию обрабатывающего состава. Перед закачкой в пласт каждую порцию состава выдерживают для прогрева до температуры растворения загрязняющих веществ (Заявка на изобретение РФ №2000117755, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 2002.06.20).

Известный способ позволяет удалить из призабойной зоны кольматирующие элементы, однако он не затрагивает структуру коллектора.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ обработки продуктивного пласта в призабойной зоне скважины. В соответствии со способом в призабойную зону с использованием средства подвеса опускают нагревательный элемент для нагрева жидкости выше точки кипения ее компонентов. В призабойной зоне скважины образуют призабойную камеру, верхнюю часть которой выше размещения нагревательного элемента герметизируют пакером. После нагрева жидкости осуществляют ее охлаждение. Нагрев жидкости и ее охлаждение осуществляют в объеме призабойной камеры. Затем разгерметизируют призабойную камеру удалением пакера. После чего удаляют продукты кольматации из призабойной зоны одновременно с добычей нефти (Патент РФ №2172400, кл. Е 21 В 43/24, опубл. 2001.08.20 – прототип).

За счет применения известного способа повышается продуктивность скважин путем интенсификации притоков нефти и повышения коэффициента нефтеотдачи. Однако эффективность способа остается невысокой вследствие того, что воздействие направлено на загрязнения, но не затрагивает структуру коллектора продуктивного пласта.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности воздействия за счет увеличения пористости и проницаемости коллектора продуктивного пласта.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны пласта, включающем нагрев и охлаждение, согласно изобретению нагрев и охлаждение призабойной зоны пласта проводят циклически, при этом нагрев ведут в течение 1,5-2,5 ч до температуры 80-90°С, охлаждение – в течение 0,5-0,75 ч до температуры 20-25°С, количество циклов устанавливают равным 5-10.

Признаками изобретения являются:

1) нагрев;

2) охлаждение;

3) циклический нагрев и охлаждение призабойной зоны пласта;

4) нагрев в течение 1,5-2,5 ч до температуры 80-90°С;

5) охлаждение в течение 0,5-0,75 ч до температуры 20-25°С;

6) количество циклов равно 5-10.

Признаки 1, 2 являются общими с прототипом, признаки 3-6 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Существующие способы обработки призабойной зоны пласта воздействуют на загрязнения и не затрагивают структуру коллектора продуктивного пласта. Между тем без увеличения пористости и проницаемости трудно получить качественное улучшение работы скважины. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности воздействия за счет увеличения пористости и проницаемости коллектора продуктивного пласта.

Задача решается следующим образом.

Термоциклическое воздействие на породы-коллекторы отличается от других схем тепловых обработок тем, что тепловой поток в скважине при прогреве не остается постоянным, а изменяется по периодическому закону. При такой обработке в призабойной зоне пласта на некотором расстоянии от стенки скважины возникают затухающие температурные колебания, воздействующие на коллектор и вызывающие в нем знакопеременные температурные напряжения. Под действием этих напряжений в породе появляются дополнительные трещины, а следовательно, увеличивается проницаемость.

При термической усталости горных пород можно говорить о доминирующем влиянии на процесс возникновения и развития трещин именно микроструктурных напряжений, которые проявляются из-за неоднородности теплового расширения элементов породы, зерен цементирующего материала, жидкости, насыщающей породу.

Жидкость, находящаяся в трещине, при ее нагревании и последующем расширении оказывает расклинивающее действие на концевые области трещины. Растворение в жидкости поверхностно-активных веществ интенсифицирует процесс термоциклической усталости. При этом энергия смачивания жидкости переходит в энергию расклинивающего давления тангенциальных сил адсорбционного слоя, которые могут достигать величины порядка 2-10 Па и более.

Технология обработки призабойной зоны пласта включает циклический нагрев и охлаждение. Нагрев ведут в течение 1,5-2,5 ч до температуры 80-90°С, а охлаждение – в течение 0,5-0,75 ч до температуры 20-25°С. Количество циклов устанавливают равным 5-10. Данный режим особенно хорошо воспроизводим для призабойной зоны пласта с песчаным коллектором.

Нагрев и охлаждение производят закачкой теплоносителя и хладагента в призабойную зону пласта. В качестве теплоносителя используют нагретую воду, пар и т.п. В качестве хладагента используют воду с температурой не более 20°С.

Исследования изменения проницаемости кернов при различном количестве циклов их нагрева и охлаждения показали перспективность разработки промысловых термоциклических технологий, и позволили выработать основные критерии выбора объектов для проведения термоциклического воздействия на призабойную зону скважины.

Пример конкретного выполнения

Проводят обработку призабойной зоны пласта с песчаным коллектором, вскрытого скважиной на глубине 1700 м. В призабойную зону закачивают пар в течение 2 ч до прогрева призабойной зоны радиусом 2 м до 90°С (по расчету). После этого закачивают воду с температурой 5°С в течение 40 мин до охлаждения призабойной зоны до 25°С (по расчету). Количество циклов нагрев-охлаждение устанавливают равным 6. В результате дальнейших гидродинамических исследований установлено, что пористость и проницаемость призабойной зоны увеличилась соответственно с 17 до 19% и с 100 до 120 мД. Проведенные исследования по обработке призабойной зоны по режимам прототипа показывают отсутствие изменения проницаемости призабойной зоны пласта.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность воздействия за счет увеличения пористости и проницаемости коллектора продуктивного пласта.

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий нагрев и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев и охлаждение призабойной зоны пласта проводят циклически, при этом нагрев ведут в течение 1,5-2,5 ч до температуры 80-90°С, охлаждение – в течение 0,5-0,75 ч до температуры 20-25°С, а количество циклов устанавливают равным 5-10.