Результаты использования газогенераторов пгдбк Перспективы улучшения характеристик и расширения области применения газогенераторов

   Повышение производительности нефтяных, газовых, водозаборных и нагнетательных скважин в мировой практике осуществляется разнообразными технологическими приемами и техническими средствами. К числу наиболее эффективных и наиболее часто применяемых технологий следует отнести: гидравлический разрыв пласта, обработка взрывом прискважинной зоны, химическая обработка продуктивных коллекторов, обработка гидроакустическими и высоко-импульсными виброколебаниями, тепловое воздействие, обработка пороховыми генераторами давления. Все эти методы условно можно разделить на 4 группы:

• механические методы;

• химические методы;

• физические методы;

• тепловые методы.

   Эффективность и практическая целесообразность применения каждого из этих методов определяется многими факторами, к числу которых, прежде всего, относятся: тип породы - коллектора, свойства флюида, мощность и глубина залегания продуктивных пластов, продолжительность и режим эксплуатации месторождения. Для всего имеющегося диапазона геологических, технологических и эксплуатационных условий очень трудно предложить какой-либо один универсальный прием, учитывающий специфику всех месторождений и обеспечивающий резкую интенсификацию притоков и повышение нефтеотдачи пластов. Как правило, выбираются технологии, при которых осуществляется комплексное воздействие на прискважинную зону пласта (ПЗП).

   Наиболее универсальным, обладающим полным комплексом воздействий по всем четырем вышеназванным группам, является метод, основанный на горение топлива в скважине в зоне обработки - это, прежде всего пороховые генераторы давления бескорпусные (ПГДБК). Данный метод обладает полным комплексом следующих эффектов:

• высокое давление создает трещины в породе, которые не полностью закрываются после снятия нагрузки;

• большое количество газов с высокой температурой обладает как агрессивным по отношению к некоторым породам, так и термическим воздействием, повышая температуру в зоне обработки на несколько десятков градусов;

• пульсация газового пузыря после сгорания порохового заряда вызывает затухающие гармонические колебания давления, результатом которых является нарушение структуры поровых флюидов и очистка естественных и образовавшихся трещин от продуктов реакции и песчано-глинистых частиц.

   По достигаемому эффекту ПГДБК близок к обычному гидроразрыву пласта, но из-за простоты обработок с помощью этих аппаратов и невысокой стоимости они нашли широкое распространение на промыслах бывшего СССР и достигали до 2 тысяч обработок в год.

   Количество обработок, в результате которых притоки нефти возросли, достигает в среднем 70% от подвергавшихся обработке скважин. По эксплуатационным скважинам в результате обработки ПГДБК получена средняя дополнительная добыча нефти около 720 тонн в год на одну обработанную скважину. Для примера в таблице 1 приведены результаты обработки генераторами ПГДБК пластов на Самотлорском месторождении за один год.

Таблица 1. Результаты обработки генераторами ПГДБК пластов на Самотлорском месторождении за один год

№ скважины	Пласт	Интервал перфорации, м	Дебит нефти, т/сут		Годовой прирост добычи нефти, т
			до	после
33483	А2-3	1843-1882	5,2	6,9	442
14829	А2-3	1931-1972	2,4	7,4	144
33494	А2-3	1719-1737	0,3	0,4	24
33514	А2-3	1733-1740	2,9	9,8	395
31419	А2-3	1778-1799	3,5	4,2	898
2717	А2-3	1754-1770	13,0	19,9	4656
14385	А2-3	1722-1744	5,4	38,3	2598
7060	А2-3	1752-1766	16,1	16,7	120
13172	А2-3	1760-1772	0,1	2,8	331
35003	А2-3	1766-1791	0,3	18,0	891
30027	А2-3	1718-1742	4,0	9,0	2001
30526	А2-3	1744-1789	3,0	2,8	0
30586	А2-3	1787-1790	9,0	11,0	17
30066	А2-3	1760-1788	2,3	31,1	1379
30074	А2-3	1954-1970	22,0	29,0	51
30065	А2-3	1802-1825	6,0	7,8	61
13213	А2-3	1806-1826	25,0	25,8	0
14826	А2-3	1794-1802	8,3	28,0	177
30586	А2-3	1787-1812	0,9	1,0	0
30169	А2-3	1818-1856	14,5	16,0	35
8714	Б10	2332-2338	30,7	41,1	4006
6453	Б10	2272-2291	5,0	33,0	4302
40206	Б10	2212-2240	15,3	72,5	20611
40215	Б10	2181-2209	0,2	20,0	8882
40205	Б10	2183-2207	29,7	28,0	0
12811	Б10	2219-2230	0,2	0,6	99
12295	Б10	2231-2244	8,2	17,7	2378
6310	Б10	2328-2349	8,7	15,6	10046
12321	Б10	2226-2257	5,4	8,9	130
12182	Б10	2315-2329	12,4	12,9	133
40635	Б10	2246-2260	1,8	9,4	800
12003	Б10	2214-2230	34,0	86,0	1635
6882	Б10	2228-2239	1,6	1,4	0
6880	Б10	2354-2363	1,0	1,1	153

   

В последнее время метод обработки нефтяных и газовых скважин с использованием генераторов ПГДБК стал применяться и в других странах.

Так в 2000 году совместно с компанией "GEOTEC Thermal Generators, Inc" (США) обработано с использованием генераторов ПГДБК-100М 20 скважин на нефтяных месторождениях штатов Вайоминг, Канзас, Оклахома и Техас.

Обрабатываемые скважины имели широкий спектр геолого-технических условий: терригенные и карбонатные коллекторы с пористостью от 8% до 27%, проницаемостью от 0,01 до 110 мД (0,01 - 112,2) 10-2 мкм², глубина скважин от 760 до 3 200 м с пластовой температурой до 120 ^oС. Суммарная мощность пластов от 1,8 до 92 м, пластовое давление от 0,5 до 0,1 гидростатического давления. Полученные результаты обработки некоторых скважин приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты обработки некоторых скважин на нефтяных месторождениях США

№ скважины	Месторождение	Интервал перфорации, м	Тип породы	Дебит (приемистость), м3/сут
				до обработки	после обработки
24SRU	Campbell Caunty	2312,8-2316,8	песчаник	2 года находилась в консервации	39,7 (20% воды)
19SRU	То же	2308,2-2309,7 2311-2312,2	песчаник	4 года находилась в консервации	фонтан 5,3 (40% воды)
13SRU	То же	2324,7-2327,4 2331,4-2336,6	песчаник	4,8 (50% воды)	фонтан 6,5 (50% воды)
77	East Sandbar	2019,6-2020,8	-	В консервации	Переведена в нагнетательную
1-А	То же	2062,3-2066,8 2072,9-2074,2	песчаник	0,16 (не рентабельна, находилась в консервации)	25,0 (20% воды)
3-А	J. Lemon	1347,2-1349,0	кремнистый сланец	0,3 -нефть 0,4 -вода	флюид 1,44 (50% воды)
3-С	То же	1353,3-1355,2	кремнистый сланец с песчаником	0,3 -нефть 0,4 -вода	флюид 1,2 (50% воды)
6 Staton	Austin Chalk	751,6-754,6	известняк	0,15 - нефть 0,3 - вода 140 - газ	флюид 3,2 (40% воды) газ - 1500
15 Staton	То же	754,4-757,4 763,2-765,6	известняк	0,15 - нефть 0,3 - вода 150 - газ	флюид 3,6 (15% воды) газ - 9500

В результате проведенных работ на нефтяных месторождениях США показана возможность успешного применения генераторов ПГДБК в широком диапазоне литолого-геологических и технических условий скважины. Основной объем работ по стимуляции скважин генераторами выполнен на бездействующем фонде скважин (истощенные и малодебитные). Реанимация таких скважин связана с выделением низкопроницаемых невовлеченных формаций или неистощенных интервалов коллекторов. Данный подход к выбору объектов стимуляции генераторами получил положительное подтверждение в процессе испытаний. С этим связаны перспективы массового применения генераторов, как эффективного и экономически оправданного средства стимуляции на старых, истощенных месторождениях.

Успешно были применены генераторы ПГДБК-150 в Китае на Дачинском нефтяном месторождении. Это многопластовое месторождение, составленное породами, относящимися к меловому периоду. Коллектор поровый, представлен мелкозернистым песчаником, глинистыми песчаниками, переслаивающимися песчаниками с глинами.

Глубина залегания продуктовых пластов от 800 до 3 000 м, проницаемость от десятых долей мД до единиц Д, пористость от 10% до 28%.

В таблице 3 приведены результаты обработки нефтяных и нагнетательных скважин на Дачинском месторождении.

   В конце 2003 года были проведены работы по стимуляции скважин с использованием генераторов ПГДБК-100М и ПГДБК-150 в республике Сербия на нефтяных месторождениях государственной компании "НИС-Нафтагас". Это месторождения Mokrin, Kikinda, Zrenijanan, Elemir, Rusanda и Turija. Обработке подвергались 11 эксплуатационных нефтяных и 2 нагнетательные скважины.

Особенностями нефтяных месторождений республики Сербия является низкая производительность скважин, в среднем 3 - 4 м³/сут и высокая пластовая температура при относительно небольших глубинах скважин. Низкая производительность скважин в основном объясняется невысокой нефтенасыщенностью нефтеносных пластов и очень низкой проницаемостью пород-коллекторов, в основном менее 1 мД. В связи с высокой пластовой температурой в основном использовались термостойкие генераторы ПГДБК-150.

Условия применения генераторов на скважинах и полученные результаты, позволяющие судить сразу после обработки об успешности воздействия на продуктивный коллектор, приведены в таблице 4.

 Таблица 3. Результаты обработки генераторами ПГДБК нефтяных и нагнетательных скважин на Дачинском месторождении Китая

№ скважины	Тип скважины	Интервал перфорации, м	Тип породы	Дебит (приемистость), м3/сут
				до	после
Та-9	разведочная	1748-1750 1754-1757 1794-1797,8	мелкозернистый песчаник с глинами	1,1	1,57
323	нагнетательная	1039-1042,2	То же	0	10 при Р=12,5 МПа
42-50	эксплуатационная	1913-1916,6 2020-2022,2	То же	3,9	4,9
146	нагнетательная	1124-1181	То же	31 при Р=14,1 МПа	121 при Р=14,0 МПа

Таблица 4. Условия применения генераторов ПГДБК на скважинах Сербии и полученные результаты обработки

№ скважины	Температура, оС	Интервал перфорации, м	Тип породы	Тип ГГ	Тип жидкости в скважине	Давление, кгс/см2
						1 спуск	2 спуск
Мk-181	107	2102,5-2108,5	Мелкозернистый песчаник	ПГДБК-100М	нефть	450	390
Kv-54	107,7	1967-1978	Трещиноватый сланец	ПГДБК-150	CaCl2 c ПАВ	344	660
Mk-130	109	2088-2092	Мелкозернистый песчаник	ПГДБК-100М	нефть	485	430
Mk-151	110	2091-2094	Песчаник с алевритом	ПГДБК-150	нефть	406	488
Tus-52	124,5	2215-2256	Трещиноватый сланец	ПГДБК-150	пластовая вода	640	620
Rus-4	150	2695-2708	Песчаник	ПГДБК-150	нефть	473	385
Zrs-9	133,5	2290-2296	Известняк	ПГДБК-150	пластовая вода	503	600
Tus-45	122	2175-2192	Кристаллические сланцы	ПГДБК-150	пластовая вода	503	752
Rus-15	153,5	2725-2735	Серицитные сланцы	ПГДБК-150	CaCl2	600	665

В таблице 5 и на рисунках 1, 2, 3, 4 представлена производительность обработанных скважин до и после стимуляции генераторами ПГДБК. Анализируя полученные результаты обработок скважин, можно сделать вывод, что на месторождениях Mokrin, Kikinda, Zrenijanin применение генераторов ПГДБК весьма эффективно. На обработанных скважинах положительный эффект сохраняется уже более 9 месяцев.

Таблица 5. Производительность обработанных скважин месторождений Сербии до и после стимуляции генераторами ПГДБК

№ скважины	Производство перед стимуляцией		Производство после стимуляции		Дополнительное производство нефти за 7 месяцев Qn, м3
	Суточный дебит Qf, м3 флюид/% воды	Mecячный дебит Qn, м3	Суточный дебит Qf, м3 флюид/% воды	Mecячный дебит Qn, м3
Mk-130	0,5-0,8/10-20	15	2,1/10 (газ 10400 м3)	44,8	121,6
Mk-151	0/0	0	1,5/10	- *	-
Mk-181	3,0/25	69,5	6,5/20	160,6	508,4
Kv-54	2,2/20	55	5,0/15	105,8	130,0
Zrs-9	частич. работа 0,4-0.5/5-16	5	3,2/20	29,9	104,2
Rus-4	2,4/22-32	52	3,7/20	112,2	99,4
Rus-15	0/0	0	4,5/10	84,5	138,2

*Примечание - На скважине Mk-151 вышел из строя глубинный насос

Рисунок 1. Результаты применения ПГДБК на скважине Mk-181"

Рисунок 2. Результаты применения ПГДБК на скважине Mk-130"

Рисунок 3. Результаты применения ПГДБК на скважине Kv-54"

Рисунок 4. Результаты применения ПГДБК на скважине Zrs-9"

   Обработка нагнетательных скважин на месторождении Turija, которое сложено кристаллическими сланцами с низкой проницаемостью, не привела к продолжительному положительному эффекту.

Основной причиной невысокой эффективности обработки является то, что образованные трещины не достигли удаленных зон с повышенной проницаемостью.

   Для получения положительного эффекта на прочных практически непроницаемых и слабопроницаемых породах требуется более мощное воздействие. Это можно достичь, применяя жидкие горючеокислительные смеси (ГОС), что дает увеличение продолжительности эффективной части импульса давления.

В зоне горения ГОС температура поднимается до 1 000 ^oС, избыточное давление может достигать 40 - 60 МПа, время горения составляет 5 - 10 сек. Максимальное давление и время горения зависят от термобарических условий скважины, количества и свойств ГОС.

Для обработки пластов с низкой проницаемостью разработана комплексная технология. Технологический процесс основан на образовании малых трещин и последующем увеличении их протяженности путем химического воздействия кислотных композиций и других активных жидкостей.

Таким образом, это позволяет достичь положительных результатов там, где применение только ПГДБК малоэффективно.

Заключение

   ФГУП ФНПЦ "Алтай" накоплен положительный опыт использования технологии импульсного воздействия на ПЗП нефтедобывающих и нагнетательных скважин с использованием генераторов ПГДБК. Отмечено, что перспектива дальнейшего широкого использования ПГДБК - это реализация бездействующего фонда скважин и обработка малодебитных и истощенных скважин. Использование генераторов на таких скважинах дает наибольший экономический эффект по сравнению с другими методами интенсификации.