30. Методи покращення фільтраційних властивостей при вибійної зони свердловини.

У процесі видобутку пластова рідина - нафта, вода і газ - проходить через ПЗС видобувних свердловин . Ці процеси відбуваються при температурах і тиску, відмінних від тих, при яких ці рідини (або гази) були спочатку на поверхні або в пласті. У результаті в ПЗС, як у фільтрі, можуть відкладатися вуглеводневі компоненти (смоли, асфальтени, парафіни та ін), і різні солі, що випадають з розчинів у результаті порушення термодинамічної рівноваги. Такі зміни істотно впливають на видобуток флюїду з пласта. Для покращення фільтраційних властивостей застосовують різні методи, які умовно можна розділити на три групи: хімічні, механічні та теплові. Існують різновиди методів покращення фільтраційних властивостей, які поєднують характерні особливості перерахованих трьох основних.

Вибір методу грунтується на ретельному вивченні термодинамічних умов і стану ПЗС, складу порід і рідин, а також систематичного вивчення накопиченого промислового досвіду на даному родовищі.

Теплові методи: Доцільні, коли в ПЗС сталося відкладення твердих або дуже в'язких вуглеводнів, таких як парафіну, смол, асфальтенів, а також і при фільтрації в'язкої нафти. Привибійну зону свердловини прогрівають двома способами : 1)закачуванням в пласт на деяку глибину теплоносія – насиченої або перегрітої пари, розчинника, гарячої води або нафти 2)спуском на вибій свердловини нагрівального пристрою - електропечі або спеціального глибинного газового пальника.

В даному методі є як плюси так і мінуси. При використанні електронагрівача ми не прогріваємо достатньої кількості пласта, а при закачуванні пари чи інших перегрітих речовин ми можемо спостерігати активні хімічні реакції цих речовин з вміщуючи ми флюїд породами.

Хімічні методи: Доцільно застосовувати у випадках, коли можна розчинити породу пласта або елементи, відкладення яких зумовило погіршення проникності ПЗС, наприклад, солі або залізисті відкладення та інше. Обробка свердловин хлоридною кислотою знайшла широке розповсюдження внаслідок простоти, дешевизни і сприятливих умов для її застосування. У нафтовмісних породах часто присутні вапняки, доломіт або карбонатні цементуючі речовини. Такі породи соляна кислота добре розчиняє, при цьому відбуваються наступні реакції.

При впливі на вапняк:

На доломіт:

Хлористий кальцій (CaCL2) і хлористий магній (MgCL2) - це солі, добре розчинні у воді - носії кислоти, що утворюється в результаті реакції. Вуглекислий газ (CO2) також легкі видаляється зі свердловини, або при відповідному тиску (понад 7,6 МПа) розчиняється у воді .

Механічні методи: Ефективні в твердих породах, коли створення додаткових тріщин в ПЗС дозволяє прилучити до процесу фільтрації нові віддалені частини пласта. До цього виду впливу відноситься ГРП.

Гідравлічний розрив пласта.Суть методу полягає в нагнітанні в проникний пласт рідини при високому тиску (до 100 Мпа), під дією якого пласт розщеплюється, або по площинах нашарування, або уздовж природних тріщин. Для попередження змикання тріщин при знятті тиску в них разом з рідиною закачується крупний пісок (проппант), що зберігає проникність тріщин, в тисячі разів перевищує проникність непорушеного пласта. На пласт у вертикальному напрямку діє сила, рівна вазі вищерозміщених порід. Щільність гірських осадових порід зазвичай приймається рівною 2300 кг/м3.

Тиск гірських порід буде дорівнювати: , де ρ _п - густина гірських порід, g – прискорення вільного падіння, Н – висота вищезалягаючих порід

За мільйони років існування осадових порід внутрішнє напруження породи за всіма напрямками стало однаковим і рівним гірському. Для розшарування пласта, тобто для утворення в пласті горизонтальної тріщини, необхідно всередині пористого простору створити тиск Рр, що перевищує гірський на величину опору гірських порід на розрив(σ _z), так як треба подолати сили зчеплення частинок породи:

При ГРП виникають тиски, що перевищують допустимі для обсадних колон, тому попередньо в свердловину спускають НКТ, здатні витримати цей тиск.

Вище покрівлі пласта або пропластків, в якому намічається провести розрив, встановлюють пакер. За спущеним НКТ нагнітається спочатку рідина розриву в обсягах, щоб отримати на вибої тиск, достатній для розриву пласта. У момент розриву на поверхні відзначається різке збільшення витрати рідини (поглинаючої спроможності свердловини) при тому ж тиску на гирлі свердловини або різке зменшення тиску на гирлі при тій же витраті. Більш об'єктивним показником, що характеризує момент ГРП, є коефіцієнт поглинаючої спроможності(k_п), який різко зростає при ГРП : , де Q – витрата нагнітаємої рідини, P_c - тиск на вибої свердловини