6.3 Физические методы увеличения.
Волновое воздействие на пласт:
Основная цель технологии – ввести в разработку низкопроницаемые изолированные зоны продуктивного пласта путём воздействия на них упругими волнами, затухающими в высокопроницаемых участках пласта, но распространяющимися на значительное расстояние и с достаточной интенсивностью, чтобы возбуждать низкопроницаемые участки пласта. При этом положительный эффект волнового воздействия обнаруживается как в непосредственно обрабатываемой скважине, так и в отдельных случаях, при соответствующих режимах обработки проявляется в скважинах, отстоящих от источника импульсов давления на сотни и более метров.
Методы упруговолнового воздействия можно разделить на:
акустические (ультразвуковые и звуковые);
ударно-волновые;
вибросейсмические.
В основе их действия лежат близкие механизмы влияния на среды, отличающиеся скоростью протекания процессов, зависящих от частоты и амплитуды колебаний.
Рисунок 14 – Волновое воздействие на пласт.
Акустическое воздействие на пласт:
Воздействие упругими колебаниями, имеющими сформированный волновой характер непосредственно в ПЗП.
При высокочастотном акустическом воздействии (более 1000 Гц) на ПЗП и развитии вблизи источника большой интенсивности (выше 1 кВт/м2) наблюдаются изменение проницаемости насыщенных пористых сред, увеличение скорости фильтрации, понижение сдвиговой вязкости флюидов, повышение давления насыщения растворенных газов с усилением газовыделения и др.
Рисунок 15 – Схема акустического воздействия на пласт.
Область применения:
Очистка перфорационных каналов от продуктов вскрытия пластов, АСПО и др. включений, декольматация ближней зоны ПЗП в скважинах, вскрывающих высокопроницаемые пласты с повышенным пластовым давлением.
Достоинства:
Прост, надежен, не требует больших затрат, высокая эффективность при обработке высокодебитных скважин, вскрывших высокопроницаемые пласты.
Ограничения:
При использовании на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами, невысокими пластовыми давлениями, на малодебитном фонде скважин, сложности сочетания с физико-химическими методами.
Виброволновое воздействие на пласт:
Одним из методов воздействия на призабойную зону скважин является воздействие виброударных волн, возникающих при прокачивании жидкости через гидроударник, устанавливаемый в эксплуатационной колонне на насосно-компрессорных трубах против перфорационных отверстий.
Генерация виброволн в гидроударной машине основана на использовании гидравлических ударов, возникающих при перекрытии клапаном потока жидкости, нагнетаемый через корпус устройства. Обработка ведется непосредственно внутри эксплуатационной колонны.
В пласте возникают волны колебания, возбуждающие упругие собственные колебания пористой среды, что приводит к разрыву горных пород с образованием сети микротрещин. Наличие в порах продуктивных коллекторов жидкости создает условия для распространения генерируемых и отраженных волн, которые оказывают воздействия на поверхности пор и каналов. Ударные волны способствуют очистке ПЗП от механических примесей, влияют на свойства нефти, уменьшая ее вязкость и сцепление со стенками поровых каналов и, тем самым, облегчая ее движение к забою скважины.
Способ вибровоздействия широко применяется в комплексе с кислотной обработкой пласта. Наличие переменного давления, возникающего при работе гидроударника, способствует более интенсивному проникновению кислоты в пласт и значительно увеличивает эффективность кислотных обработок.
Область применения:
Освоение, увеличение производительности нагнетательных скважин, повышение продуктивности добывающих скважин, вскрывших неоднородные, низкопроницаемые пласты, представленные карбонатами, песчаниками, алевролитами.
Достоинства:
Простота, использование напора закачиваемой жидкости, обработка сочетается с операциями ПРС, КРС и с операциями большинства методов ОП.
Ограничения:
При использовании на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами, невысокими пластовыми давлениями, на малодебитном фонде скважин, сложности сочетания с физико-химическими методами.
Вибросейсмическое воздействие на пласт:
Позволяет воздействовать на группу месторождений в радиусе от 3 до 10 км, а возможно и более. Осуществляют с помощью вибросейсмических источников, размещаемых на поверхности Земли а также сейсмовибраторов, устанавливаемых на устье скважин, и с использованием трубно-стержневого волновода . Последний представляет собой специальную компоновку из НКТ и бурильных труб, нижний конец которых упирается через болванку в зацементированную ударную плиту. При использовании сейсмовибраторов, устанавливаемых на устье скважин, и передачи упругой энергии в пласт через волноводы прямые эффекты достигаются непосредственно в продуктивном пласте на расстояниях, сопоставимых с межскважинными.
Достигаются дегазация пластовых жидкостей, перераспределение напряженно-деформированного состояния массива пород, изменение физических свойств пластовых флюидов, увеличение дебитов скважин, снижение обводненности продукции, увеличение проницаемости ПЗП, изменение водонасыщенности и фазовых проницаемостей, а также вовлечение в разработку застойных зон.
Электромагнитное воздействие на пласт:
Основан на использовании внутренних источников тепла, возникающих при воздействии на пласт высокочастотного электромагнитного поля. Зона воздействия определяется способом создания (в одной скважине или между несколькими), напряжения и частоты электромагнитного поля, а также электрическими свойствами пласта.
Рисунок 16 – Схемаэлектромагнитного воздействия на пласт.
Помимо тепловых эффектов электромагнитное воздействие приводит к деэмульсации нефти, снижению температуры начала кристаллизации парафина и появлению дополнительных градиентов давления за счет силового воздействия электромагнитного поля на пластовую жидкость.
За счет воздействия установкой будет происходить снижение сил поверхностного натяжения, снижение вязкости нефти и улучшенное движение жидкости в пласте.
Плазменно-импульсное воздействие:
Принцип действия генератора заключается в преобразовании энергии металлической плазмы в импульсное давление в жидкости для очистки призабойной зоны скважины.
Импульсное давление создается следующим образом: в разряднике скважинного генератора протягивается металлический проводник. На него подается мощный импульс электротока, в результате чего проводник плавится, испаряется и создается плазма, характеризующаяся высокой температурой, большим количеством частиц и высоким давлением.
Рисунок 17 – Плазменно-импульсное воздействие.
Увеличивается проницаемость призабойной зоны скважины, увеличивается гидродинамическая связь нефтяного пласта с забоем скважины за счет очистки старых и создания новых фильтрационных каналов, проиcходит очищение порового пространства и формирование новых микротрещин в призабойной зоне скважины и фильтрационных каналах пласта.
Гидравлический разрыв пласта:
При гидравлическом разрыве пласта (ГРП) происходит создание трещин в горных породах, прилегающих к скважине, за счет давления на забое скважины в результате закачки в породы вязкой жидкости.
Рисунок 17 – Гидравлический разрыв пласта.
Создаваемые трещины, пересекая слабодренируемые зоны и пропластки, обеспечивают их выработку, нефть фильтруется из пласта в трещину гидроразрыва и по трещине к скважине, тем самым увеличивая нефтеотдачу. Трещины, образующиеся при ГРП, имеют вертикальную и горизонтальную ориентацию. Протяженность трещин достигает нескольких десятков метров, ширина – от нескольких миллиметров до сантиметров. После образования трещин в скважину закачивают смесь вязкой жидкости с твердыми частичками – для предотвращения смыкания трещин под действием горного давления.
Чтобы удержать трещину в открытом состоянии, в скважину закачивается проппант. Проппант должен обеспечивать высокопроницаемый канал от трещины к забою скважины, что достигается его округлой формой.
Используются четыре типа проппантов:
Песок - наиболее часто применяемый проппант (дешевле, доступнее);
Песок в резиновой оболочке;
Проппанты средней прочности;
Проппанты высокой прочности.