Основные методы интенсификации добычи нефти

В процессе эксплуатации нефтяных скважин неизбежно постепенное падение их дебитов, в связи с чем интенсификация добычи нефти является важнейшей задачей, стоящей перед добывающими предприятиями. Методов повышения дебитов скважин существует множество, мы же рассмотрим некоторые из них, эффективность которых доказана практикой.

Методика гидравлического разрыва пласта (ГРП)

Эту методику разработали в нашей стране в 50-х годах прошлого века. Её основоположники –  советские ученые Желтов Ю.П. и  Христианович С.А. Именно они создали математическую модель создания в продуктивном  пласте вертикальной трещины, а также теоретически обосновали эффективность этого способа.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

Гидравлический разрыв пласта

Суть методики заключается в создании с помощью закачивания с поверхности жидкости такого давления в забое скважины, величина которого превышает горное (вес лежащих над продуктивным пластом пород). Продуктивный пласт разрывается по плоскостям с минимальными напряжениями, а продолжение закачивания приводит к увеличению размеров образовавшейся трещины.

Вторым этапом этой методики является доставка в трещину с этой же жидкостью проппанта (специального расклинивающего агента). Он позволяет удержать трещину раскрытой даже после того, как избыточное давление будет снято.

С помощью такого способа в призабойной части создается новый высокопроизводительный канал, обеспечивающий поступление в скважину дополнительного объема добываемого сырья.

Применение ГРП дает возможность увеличить дебит в разы и повысить значение коэффициента извлечения путем перевода забалансовых объемов сырья в промышленные.

Жидкости для ГРП бывают:

• водными;
• углеводородными;
• пенообразующими;
• реагентными (на основе кислот или в виде самораспадающегося  геля).

Основными видами гидравлического разрыва пласта являются:

• однократный ГРП (образуется одна трещина);
• многократный ГРП (несколько трещин);
• направленный ГРП.

По такому критерию, как дальность разрыва, ГРП бывает:

Интенсификация нефтедобычи  путем щелевой разгрузки прискважинной зоны нефтеносного пласта

По окончании бурения в прискважинной зоне возникают кольцевые напряжения сжимающего характера, которые значительно уменьшают проницаемость этой зоны. Также снижение проницаемости происходит в результате  осаждения в нефтеносном коллекторе твёрдой фазы, занесенной в него  промывочной жидкостью.

Читать также: Почему происходит сокращение добычи нефти?

Чтобы устранить эти негативные факторы, производят вторичное вскрытие разрабатываемого пласта путем гидропескоструйной перфорации, которая выполняется перемещением специального перфорационного устройства в продуктивном пласте  вдоль вертикальной оси нефтяной скважины.

В ходе этого процесса по обе стороны от скважинного ствола скважины образуются горные выработки линейного характера (так называемые щели), ширина каждой из которых сравнима  с диаметром скважины, а длина варьируется от 700 до 1000 миллиметров.

Это позволяет разгрузить  прискважинную зону и улучшить её коллекторские свойства.

Такая технология подразумевает использование оборудования, аналогичного применяемому при ГРП.

Месячная производительность такой методики – от 4-х до  5-ти скважин.

Обработка нефтяных  скважин специальными реагентами

Реагентами выступают различные минеральные и органические вещества, как в твердой, так и в жидкой фазе.

Реагенты, применяемые при этом способе, бывают следующих типов:

• кислотные, которые   растворяют закупоривающие образования (кольматы) в пласте с помощью  кислотных свойств закачиваемого раствора;
• окислительно-восстановительные, вступающие в реакции с кольматами вследствие переноса электронов к окислителю от восстановителя, что приводит к изменению фазового состояния входящих в состав реагирующих веществ компонентов;
• комплексные, которые обеспечивают образование комплексных  растворимых соединений;
• полифункциональные,  растворяющая способность которых основана на одновременном кислотном и окислительно-восстановительном воздействия на кольматы и другие породы нефтеносного пласта.

Акустическая обработка нефтяных скважин

Суть этой технологии – преобразование электроэнергии переменного тока в другой вид энергии (энергию упругих волн).

Частота колебаний этих волн в области перфорации скважины составляет  20 килогерц.

Цели взаимодействия акустических волн с горными породами:

• увеличение проницаемости продуктивного пласта в результате  изменения структуры его пустот;
• разрушение солевых и минеральных отложений;
• дегазация и уменьшение вязкости добываемого сырья;
• вовлечение в разработку пропластков с низкой проницаемостью и высокой закольматированностью.

Применение этой методики позволяет сохранить целостность эксплуатационной трубной колонны и окружающего её  цементного кольца. Кроме того, эта методика достаточно недорогая, поскольку подразумевает применение мобильного малогабаритного оборудования.

Сам  процесс воздействия на пласт безопасен как с технической, так и с физиологической точки зрения, а также отличается экологической чистотой. Время акустической обработки  скважины составляет менее 8-ми часов.

Аппаратура, используемая при такой работе, представляет собой скважинный  источник акустических колебаний и наземную геофизическую станцию, в состав которой входят генератор и система управления интенсивностью и частотой акустических волн. Дебит после такой обработки увеличивается в 80-ти процентах случаев.

Акустическая обработка

Технология азотно-импульсной обработки скважин

Эта технология подразумевает избирательное воздействие на самые нефтенасыщенные участки пласта импульсами повышенного давления, создаваемыми газогенераторами. Эффект от применения этого способа объясняется восстановлением фильтрационных свойств в породах прискважинной зоны.

Импульсы разрушают закупоривающие образования, что позволяет увеличить проницаемость обрабатываемой зоны.

Читать также: Особенности морской добычи нефти и газа

Эту технологию применяют на низкодебитных или простаивающих скважинах, а также для увеличения производительности скважин нагнетательного типа.

Волновое воздействие объёмного характера на месторождение

Эта методика подразумевает создание на поверхности нефтяного месторождения специальных монохроматических колебаний с заданной амплитудой, которые распространяются расходящимся конусом от земной поверхности до продуктивного пласта, захватывая при этом зону радиусом от полутора до трех километров от точки начального воздействия.

Эту технологию применяют для интенсификации нефтедобычи и увеличения  нефтеотдачи продуктивных пластов неоднородной структуры (например, карбонатных и терригенных коллекторов с разной проницаемостью). Применение возможно на различных стадиях эксплуатации промысла, но при этом обводненность и выработанность месторождения не должна превышать 70-ти процентов.

Этот способ позволяет увеличить нефтедобычу в среднем на 33 с половиной процента.

Электрическая обработка нефтяных скважин

Технология предназначена для уменьшения уровня обводненности добываемого сырья и восстановления производительности добывающих скважин, а также для отсекания газовых конусов и для восстановления производительности скважин нагнетательного типа.

Методика применима как к терригенным, так и к карбонатным коллекторам, залегающим на глубинах  до двух и трех километров соответственно.

В основном такой метод используют для обработки скважин, обводненность продукции которых находится в диапазоне от 40-ка до 85-ти процентов, с дебитом от 10-ти до 85-ти кубометров в сутки в условиях неоднородных пластов с различной пористостью.

Суть метода заключается в том. что пропускание через продуктивный пласт электрических импульсов вызывает выделение в тонких капиллярах выделение энергии. Как только количество этой энергии переходит некий порог, начинается изменение структуры пустот, а также происходят изменения в пространственных структурах фильтрационных потоков.

Дебит скважин в среднем увеличивается в два с половиной  раза, а обводненность добываемого сырья существенно снижается.  Практика показала, что эффект сохраняется в среднем 32 месяца.

Технология газодинамического разрыва пласта

Эту методику (сокращенно – ГДРП) разработали в Пермском инженерно-техническом центре «ГЕОФИЗИКА».  Она реализуется с помощью твердотопливных генераторов давления с использование  сжигания пороха и жидких термогазообразующих композиций.

Читать также: Способы добычи нефти

Механическое воздействие на пласт при этой методике разбито на  два этапа. На первом с помощью генераторов создается импульс давления, характеризующийся крутым фронтом с большой амплитудой и малым временем воздействия, измеряемом в долях секунды. Максимально создаваемое  давления превышает давление разрыва продуктивного пласта, что приводит к образованию целой сети мелких трещин.

Второй этап – это сгорание используемой композиции, для которого характерно долгое время действия (в течении нескольких секунд) и высокая амплитуда создаваемого давления, которой достаточно для разрыва продуктивного пласта. Также этого давления хватает для увеличения длины и ширины раскрытия образовавшихся на первом этапе мелких трещин.

Суть ГДРП заключается в том, что скважинная жидкость, газо- и термообразующие композиции, а также продукты горения в результате импульсного воздействия попадают в пласт не через  фильтрацию сквозь пористую среду, а через естественные и вновь появившиеся трещины, подобно клину расширяя эти пространства в глубине пласта.

Длина появляющейся трещины превышает длину самого клина. Остаточные  вертикальные трещины, появляющиеся в пласте, закрепления не требуют, поскольку при таком воздействии горные породы деформируются необратимо.

Продолжительность эффекта после применения ГДРП варьируется от полугода до полутора лет.