Технология вторичного вскрытия продуктивных пластов

Степень гидродинамического совершенства скважины по характеру вскрытия зависит от уровня дополнительных гидродинамических сопротивлений в прискважинной зоне пласта при притоке пластового флюида в скважину, связанных с сохранностью коллекторских свойств продуктивного пласта в перфорационных каналах, плотностью перфорации, размерами и глубиной перфорационных каналов.

Важным является сохранность крепи скважины в процессе создания перфорационных каналов, что предотвращает возможность возникновения затрубных перетоков в заколонном пространстве при вызове притока, освоении и эксплуатации скважин.

Таким образом, в процессе вторичного вскрытия продуктивных пластов в результате влияния технологических процессов на прискважинную зону пласта, состояние скважины может быть следующим: снижение коллекторских свойств продуктивного пласта в создаваемых перфорационных каналах за счет воздействия компонентов перфорационной жидкости на коллектор; нарушения герметичности крепи скважины в обсадных трубах и заколонном пространстве скважины.

В соответствие с этим, необходимо выбрать метод и технологию вторичного вскрытия продуктивных пластов с учетом геологических условий залегания продуктивной залежи: ФЕС коллекторов и расположения вблизи продуктивного пласта других насыщенных флюидом пластов, а также уровня стадии разработки нефтегазовых месторождений.

 

6.1 Обоснование и выбор метода вторичного вскрытия продук­тивного пласта

Целью вторичного вскрытия продуктивных пластов является восста­новление гидравлической связи со стволом скважины посредством перфо­рационных работ с помощью различных типоразмеров перфораторов, а так же дренирование прискважинной зоны, интенсифицирующее приток углеводородов в скважину.

Методы вторичного вскрытия нефтегазовых пластов зависят от гео­логического строения и термодинамического состояния залежи углеводо­родов, физико-химических свойств коллекторов и насыщающих их пла­стовых флюидов, применяемой системы разработки. От метода вскрытия, конструкции эксплуатационного забоя и оборудования забоя зависят добывные возможности скважины.

В зависимости от характера воздействия, создаваемого на продуктивный пласт гидростатическим давлением жидкости, различают следующие методы вскрытия:

- вскрытие пластов на депрессии;

- вскрытие пластов на репрессии;

- вскрытие пластов на равновесии (сбалансированном пластовым и забойном давлениях).

При выборе методов вторичного вскрытия и перфораторов необхо­димо учитывать геолого-промысловые характеристики залежи, тип кол­лектора и технико-технологические данные по скважине:

- толщина, фильтрационно-емкостные свойства прискважинной зоны и удаленной зоны пласта, расчлененность, литофациальная характеристика пласта и вязкость нефти;

- расстояние до контактов водонефтяного (ВНК), газонефтяного (ГНК) и газоводяного (ГВК);

- пластовое давление и температура в интервале перфорации;

- число обсадных колонн в интервале перфорации, минимальный внутренний диаметр в колонне труб;

- максимальный угол отклонения скважины от вертикали;

- состояние обсадной колонны и ее цементной оболочки;

- свойства и состав жидкости, применявшейся при первичном вскры­тии пласта.

Наиболее приоритетным с целью сохранности ФЕС продуктивного пласта является вторичное вскрытие в условиях депрессии на пласт.

Вторым по приоритетности с целью сохранности ФЕС продуктивного пласта является вторичное вскрытие в условиях равновесия.

Применяемый метод вторичного вскрытия определяется в зависимости от ФЕС продуктивного пласта и степени влияния перфорационной жидкости на снижение проницаемости продуктивного пласта.

6.2 Обоснование применения технологии вторичного вскрытия продук­тивного пласта

       Для выбора технологии вторичного вскрытия продуктивного пласта необходимо проводить анализ применяемых технологий вторичного вскрытия на данном месторождении или на других месторождениях с геологическими условиями, аналогичными данной нефтегазовой залежи, и на основании проведенного анализа сделать выводы о целесообразности применения выбранной технологии вторичного вскрытия продуктивного пласта

Для создания гидродинамических каналов в системе скважина-пласт применяются различные технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Технологии вторичного вскрытия подразделяются на кумулятивную перфорацию и др., создаваемые гидродинамические каналы взрывной струей, и щадящие технологии, исключающие взрывные процессы при вторичном вскрытии.

Основной объем применяемой технологии вторичного вскрытия продуктивных пластов относится к кумулятивной перфорации.

Технология создания гидродинамических каналов в системе «скважина–пласт» взрывной струей осуществляется кумулятивной перфорацией, при которой, образующая в процессе взрыва установленного в перфораторе заряда, кумулятивная струя прорезает обсадную колонну, зацементированное пространство и создает перфорационный канал в продуктивном пласте. Перфораторы спускаются на геофизическом кабеле, жестком геофизическом кабеле, гибкой трубе.

Корпусные перфораторы многократного действия используются неоднократно. В корпусных кумулятивных перфораторов однократного действия корпус перфоратора используется один раз.

При проведении перфорации, в условиях депрессии на пласт и равновесия пластового и забойного давлений, спущенные НКТ герметизируются на устье скважины.

Несмотря на высокие технологические достоинства кумулятивной перфорации, недостатком является то, что при создании кумулятивных струй осуществляется также взрывное воздействие на обсадную колонну и крепь скважины.

В связи с этим, были разработаны щадящие технологии вторичного вскрытия, исключающие фугасное воздействие на обсадную колонну и крепь скважины.

Сверлящая перфорация при вторичном вскрытии продуктивного пласта производится сверлящими перфораторами (ПС-112). Сверлящая перфорация предпочтительней при вскрытии продуктивных пластов, расположенных в зоне водонефтяных и водогазовых залежей продуктивных горизонтов, т.к. она обеспечивает щадящий режим вторичного вскрытия.

Опыт промыслового внедрения сверлящей перфорации аппаратом ПС-112, который является распространенным перфоратором с безударным методом вскрытия, показывает высокую эффективность при вторичном вскрытии продуктивных пластов с близкорасположенными водогазонефтяными контактами.

Однако при этом, у перфораторов ПС-112 есть недостаток – это незначительная глубина проникновения в пласт.

В целях совершенствования технологий щадящей перфорации были разработаны более современные технологии вторичного вскрытия продуктивного пласта сверлящей перфорацией.

В качестве примера, современной технологией сверлящей перфорации является проведение перфорации устройством УФПК-1 (устройство для формирования протяженных фильтрационных каналов) [10].

В целом, следует отразить эффективность применения сверлящей перфорации в качестве щадящего вторичного вскрытия продуктивных пластов. Совершенствование технологий сверлящей перфорации позволяет решать проблемы, возникающие при вскрытии пластов, осложненных подстилающей подошвенной водой или находящейся в кровле газовой шапкой.

Гидропескоструйная перфорация при вторичном вскрытии продуктивного пласта осуществляется размывом отверстий или щелей в обсадной колонне, цементном кольце и горной породе смесью песка с жидкостью, выходящей под высоким давлением из насадок гидропескоструйного перфоратора. Гидропескоструйная перфорация подразделяется на точечную перфорацию, с образованием отверстий в обсадной колонне и горной породе, и щелевую, с образованием щелей в обсадной колонне и горной породе.

Достоинством гидропескоструйной щелевой перфорации является снятие нагрузок горного давления в прискважинной зоне продуктивного пласта, что приводит к повышению проницаемости коллекторов за счет увеличения просветности трещин, пор и способности к дальнейшему самоочищению при вызове притока из пласта в процессе освоения скважины.

При этом, необходимо учитывать определенные технико-технологические сложности при проведении гидропескоструйной перфорации, связанные с предотвращением образований песчаных пробок в процессе перфорации.

Применение гидропескоструйной перфорации эффективно для продуктивных залежей с близким расположением водогазонефтяных контактов.

Промысловое применение гидропескоструйной перфорации при вторичном вскрытии показало высокую эффективность с точки зрения качества вторичного вскрытия продуктивных пластов и технико-экономических показателей строительства и ввода скважин в эксплуатацию.

Гидромеханическая щелевая перфорация (ГМЩП) осуществляется путем создания механическим способом щелей в обсадной колонне с последующим размывом каналов в цементном кольце и горной породе гидромониторным методом через прорезанные щели.

После создания щелей в обсадной колонне, через перфорированные щели под воздействием гидромониторной струи жидкости, выходящей под высоким давлением на цементное кольцо и горную породу через насадки перфоратора, вымываются сплошные каверны.

В качестве примера, ГМЩП при вторичном вскрытии продуктивных пластов по технологии компании ООО «НЕККО».

В процессе вторичного вскрытия после разобщения продуктивных пластов весьма важную роль имеют состав и свойства перфорационной жидкости. Компоненты перфорационной жидкости, находящейся в создаваемых гидродинамических каналах, проникая в коллектор, могут существенно повлиять на коллекторские свойства продуктивного пласта.

Снижение проницаемости продуктивного пласта в перфорационных каналах вызывает дополнительные гидродинамические сопротивления в системе «скважина-пласт» при вызове притока из пласта в процессе освоения и ввода скважин в эксплуатацию, что может негативно повлиять на добычные характеристики вводимых в эксплуатацию объектов. Таким образом, оценка степени влияния перфорационной жидкости на коллекторские свойства продуктивного пласта, с точки зрения качества вторичного вскрытия, является актуальной.

Основными направлениями сохранности коллекторских свойств продуктивных пластов и крепи скважин при вторичном вскрытии являются обоснование и выбор приоритетных, в соответствие с геологическими условиями строения продуктивной залежи, технологии и метода вторичного вскрытия продуктивного пласта.

При выборе технологии вторичного вскрытия, в соответствие с геологическими особенностями продуктивного пласта, связанными с близким расположением водогазонефтяных контактов, необходимо обеспечить снижение воздействия процесса перфорации на крепь скважины за счет применении щадящих технологий вторичного вскрытия.

При вскрытии продуктивного пласта в условиях репрессии на пласт рекомендуются к применению перфорационные жидкости на углеводородной основе и инвертно-эмульсионные растворы (ИЭР), где нефть занимает внешнюю оболочку, а внутри эмульсии солевой раствор, что обеспечивает высокий уровень сохранности коллекторских свойств.

Наряду с растворами на углеводородной основе перспективными и эффективными перфорационными жидкостями являются также специальные растворы на водной основе, обеспечивающие сохранность коллекторских свойств продуктивного пласта.

Для обоснования и выбора качественной перфорационной жидкости для конкретных геологических условий продуктивного пласта целесообразно использовать результаты лабораторных исследований по оценке коэффициента восстановления проницаемости после воздействия различных рецептур перфорационных жидкостей на коллектор с учетом влияния фильтратов буровых растворов на образцы керна.