4. Збільшення продуктивності свердловин

Кислотна обробка.

Солянокислотна обробка (СКО) знайшла найбільш широке поширення внаслідок простоти технології, наявності сприятливих умов для її застосування і високої ефективності . Вона використовується для обробки карбонатних колекторів і пісковиків з карбонатним цементом, очищення привибійної зони від забруднень у нагнітальних свердловинах, для розчинення відкладень солей і очищення від глини, цементу і т. п.

Солянокислотна обробка полягає в здатності соляної кислоти розчиняти карбонатні породи і карбонатний цемент пісковиків та інших порід, в результаті чого створюються порожнечі, «канали роз'їдання» в привибійній зоні, при цьому утворюються добре розчинні у воді солі (хлористий кальцій і магній), вода і вуглекислий газ (у вигляді газу або рідини), Основні реакції при дії відповідно на

вапняк і доломіт наступні:

Солянокислотний розчин представляє собою суміш таких реагентів і матеріалів: соляної киcлоти, що випускається промисловістю в тpьоx видах - синтетична-технічна, технічна і з абгазових органічних виробництв відповідно c концентрацією не менше 31; 27,5 та 24,5%; інгібітора корозії - речовини, що знижує корозійне руйнування обладнання (катапін-А, катапін-К, катамін, марвелан-К (0), Н-1-А, B-2, уротропін технічний, формалін) і додається в межах 0,05-0.8% від кількості кислотного розчину; інтенсифікатора - ПАР для підвищення ефективності СКО внаслідок поліпшення виносу продуктів реакції і розширення профілю впливу (катапін-А_ катамін-А Марвелан-К (0), ВП-10, ОП-7, 44-11), який додається в межах 0,1-0,3% від кількості кислотного розчину; стабілізатора для попередження випадання опадів оксидів сполук заліза, алюмінію, гелю кремнієвої кислоти (оцтова кислота, лимонна кислота, плавикова або фтористоводнева кислота), що додається в межах 0,82% від кількості кислотного розчину.

Перед обробкою в солянокислотний розчин для нейтралізації сірчаної кислоти додають також хлористий барій. Після реакції в ємності утворюється осад сірчанокислого барію.

Для обробки теригенних колекторів і збільшення активності впливу на силікатні породи та матеріали (аморфна кремнекислота, глини, аргіліти, кварц) використовують суміш 12%-ного розчину соляної кислоти і 3-5%-ного розчину плавикової (НF) кислоти і називають її грязьовою кислотою або глинокислотою. Обробка, відповідно, називається глинокислотною.

Для зручності транспортування і зберігання, a також для безпеки роботи на промислах, плавикову кислоту можна отримувати з суміші фтористих солей (біфторид-фторид амонію NH4F • HF + NH4F і біфторид амонію NН4F). З метою приготування глинокислоти з вмістом 12 % НС1 і 3% НF беруть 16 %-ву у НС1 і 5% біфторид-фторид амонію від об'єму розчину. При

цьому в результаті взаємодії НС1 c біфторид-фторид амонію утворюється НF. Рецептуру і вид кислотного розчину вибирають залежно від хімічного складу порід, типу колектора і температури. Так, при обробці ангідритів в солянокислотному розчині доцільно додавати 6-10 % за масою азотнокислого калію. Сульфатзалізовмісні карбонатні колектори переважно обробляти 10-15% - розчинами оцтової (СНзСООН) і сульфамінової (NН2SОЗН) кислот або солянокислотним розчином з присадками хлористого кальцію або кухонної солі, a також сульфатів калію і магнію. При обробці залізовмісних карбонатних колекторів солянокислотним розчином утворення осаду попереджається присадкою в розчин оцтової або лимонної кислот у кількості відповідно 3-5% та 2 -3 % по масі.

Підвищені температури пластів (понад 60 ° C) обумовлюють високі швидкості реакції кислот з породою і металом обладнання, вимагають більш ретельного інгібування кислоти та застосування складів з сповільненими термінами нейтралізації. Проникнення кислот в дрібні пори і мікротріщини уповільнюються- швидкості нейтралізації кислоти і як наслідок збільшення глибини обробки пластів досягається застосуванням кислотних емульсій, пін, добавкою хлористого кальцію, органічних(оцтової та лимонної) кислот, інгібітора B-2 і ін.

B тріщинуватих і тріщинувато-пористих колекторах переважно використовуються в'язкі і в'язкопружні системи кислотні емульсії і піни, загущені КМЦ кислотні склади. B пористих малопроникних колекторах і при забрудненні привибійної зони мінеральною суспензією переважно застосовуються кислотні розчини з підвищеною фільтрувальною здатністю, до яких відносять кислотний розчин, оброблений гідрофобною ПАР для видобувних свердловин і ПАР для нагнітальних свердловин, газовані кислоти і кислотні аерозолі (з переважанням газової фази). B якості газової фази використовують азот (знижується корозійна активность і вибухобезпечність), вуглекислий газ (підвищується розчиняюча здатність суміші), повітря, вуглеводневий газ.

Гідророзрив пласта.

Гідравлічний розрив пласта (ГРП)-один з основних методів впливу на привибійну зону. Щорічно його застосовують на 1500-2500 видобувних і нагнітальних свердловинах, сутність ГРП полягає у створенні нових або розширенні існуючих тріщин у пласті шляхом закачування в свердловину рідини під високим тиском і подальшому закріпленні їх розклинюючим високопроникним матеріалом (піском).

Технологія ГРП включає наступні операції: промивання свердловини; спуск в свердловину високоміцних НКТ з пакером і якорем на нижньому кінці; обв'язку (рис. 4) і опресовування на 1,5-кратний робочий тиск гирла і наземного обладнання;визначення прийомистості свердловини закачуванням рідини; закачування по НКТ у пласт рідини-розриву, рідини-пісконосія і продавочної рідини (власне гідророзрив), демонтаж устаткування і пуск свердловини в роботу.

Гідророзрив пласта проводиться при тисках, що доходять до 70-100 МПа і часто перевищують допустимі для обсадних колон. Для захисту обсадних колон від високогo тиску на нижньому кінці НКТ спускають в свердловину пакер з якорем, які встановлюють над покрівлею оброблюваного пласта.

Еластичний елемент пакера в результаті стискування своєю вагою з НКТ герметизує затрубний простір. Це досягається або опорою пакера на забій з допомогою перфорованого хвостовика (пакер з опорою на забій типу ПМ, ОПМ), або опорою пакера на обсадні труби з допомогою плашок пакера, які звільняючись при повороті НКТ, розсуваються і вдавлюються у внутрішню поверхню обсадної колони (плашкові пакери без опори на забій типу ПШ, ПС, ПГ). Якір попереджає зсув пакера під дією перепаду тиску над і під ним.За рахунок внутрішнього надлишкового тиску плашки якір розсуваються і вдавлюється у внутрішню поверхню обсадної колони. Пакери і якорі розраховані на перепади тиску 30-50 МПа і мають прохідний переріз 36-72 мм в залежності від їх типу та внутрішнього діаметру обсадної колони. Перед спуском пакера слід шаблонувати стовбур свердловини, щоб уникнути можливого заклинювання пакера та руйнації його еластичногo елемента в процесі спуску.

Для здійснення ГРП використовують насосні установки (агрегати) типу УН1-630Х700А (4АН-700), розраховані на максимальний робочий тиск 70 МПа, піскозмішувачі агрегати типу 4ПА або установки типу УСП-50 (для транспортування до 9 т піску, дозованого введення піску в потік рідини і приготування піщано-рідинної суміші), блок маніфольда типу 1БМ-700 або 1БМ-700С (для обв'язки кількох насосних агрегатів c устям свердловини) і арматуру гирла типу 2АУ-700 або 2АУ-700 СУ. Дистанційний контроль за процесом можна здійснювати за допомогою станції контролю і управління, змонтованої на автомобілі. Агрегати розміщують в напрямку від гирла свердловини, щоб при наявності аварійної та пожежної небезпеки безперешкодно від'їхати від неї. Для захисту людей від шуму застосовують антифони і заглушки. Керівник робіт підтримує зв'язок c виконавцями за допомогою телефону, радіо або сигналів руками. Для перевезення неагресивних робочих рідин застосовують автоцистерни АЦН-11-257, АЦН-7 ,5-5334, Цр-7АП, Цр-7АПС, ЦР-20, АЦПП-21-5523А місткістю 6-21 м³.

Робочі рідини при ГРП використовують на вуглеводневій або водній основі. Вони повинні не знижувати фільтраційні характеристики пласта, не викликати набухання глинистого цементу порід, не утворювати осади з флюїдами і в той же час бути легкодоступними і дешевими. Крім того, рідина розриву і рідина-носій повинні слабо фільтруватися через поверхні утворених тріщин, a рідина-носій також мати хорошу несучу або утримуючу здатністю по відношенню до частинок розклинюючого матеріалу. Це досягається збільшенням в'язкості або наданням рідині структурних властивостей. При високій фільтрації внаслідок розсіювання в обсязі пласта рідина-розриву не викликає розриву пласта або розвитку тріщин далеко від стінки свердловини, a рідина-носій не забезпечує перенесення частинок розклинюючого матеріалу в тріщині.

Раніше широко використовувалися в'язкі рідини на вуглеводневій основі ( нафту загущену мазутом або бітумом, дизельне паливо) і емульсії (гідрофобні і гідрофільні, кислотно-гасові). Їх застосування може бути виправдане при проведенні ГРП у видобувних свердловинах. B даний час в основному (близько 90% операцій ГРП) використовують рідини на водній основі (вода, розчини полімерів, кислотні розчини, міцелярні розчини) збільшеними витратами таких рідин забезпечується розрив пласта і компенсується їх недостатня пісконесуча здатність. Загущення води досягається добавкою ПАА (поліакриламід), ССБ (сульфіт-спиртова барда), КМЦ (карбоксилметилцелюлози). Для попередження набрякання глин (стабілізації глин) у воду додають ПАР, органічні полімери, хлористий амоній і ін. Так як в якості продавочної рідини звичайно використовується технічна вода, a інколи нафта.

Теоретичні міркування дозволяють вважати, що під час закачування фільтруються рідини горизонтальної тріщини. Якщо в шарі вже є тріщини, то незалежно від фільтрації рідини відбувається їх розкриття або розширення. Нагадаємо, що в шарі можуть бути в основному природні вертикальні або близькі до них похилі тріщини. Про розрив порід можна судити по різкому

зменшенню устьового тиску закачування в часі при постійній витраті рідини (утворення нових тріщин) або за збільшення витрати рідини розриву непропорційно зростання тиску (розкриття наявних тріщин). Більш об'єктивним є момент розриву пласта можна характеризувати різким збільшенням відношення витрати рідини розриву до створюваної репресії (коефіцієнт поглинаючої здатності) або до гирлового тиску закачки (умовний коефіцієнт).

Розклинюючим матеріалом (наповнювачем тріщин) зазвичай служить кварцовий пісок c діаметрами часток 0,5-1,2 мм, Гранульований розклинюючий агент повинен володіти високою міцністю на зминання і не вдавлюватися в поверхню тріщини, мати невелику щільність, кульподібну форму і однорідний фракційний склад.

Для проведення ГРП глибокозалягаючих міцних порід з високою температурою запропоновано застосовувати скляні та пластмасові кульки, зерна корунду і агломерованого бокситу, мелену шкаралупу волоського горіха та ін. Відомі випадки здійснення ГРП без застосування наповнювача. Їх ефективність пояснюється тим, що внаслідок розчиненні стінок тріщин кислотою (кислотний ГРП), залишкових деформацій гірських порід або пpомивки тріщин від забруднень, тріщини не змикаються повністю.