Processing bottom-hole formation zone with acidic solutions of the Prirazlomnoye field
- Authors: Safina L.I.1, Starikov A.I.1
-
Affiliations:
- Yugra State University
- Issue: Vol 12, No 3 (2016)
- Pages: 89-93
- Section: Articles
- Published: 15.09.2016
- URL: https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/7415
- DOI: https://doi.org/10.17816/byusu201612389-93
- ID: 7415
Cite item
Full Text
Abstract
Considered article focuses on the applicable type of acid treatment of the bottom-hole formation zone.
Keywords
Full Text
Кислотная обработка скважин является эффективным методом очистки продуктивного пласта от продуктов загрязнения, попавших или образовавшихся в призабойной зоне в процессе вскрытия бурением, цементажа обсадной колонны или при эксплуатации скважины [1]. Кислотные воздействия различаются по глубине (объему воздействия) и технологии. Технология кислотной обработки зависит от поставленной цели и характеристик объекта воздействия.
Для того чтобы иметь полное представление о кислотном воздействии, необходимо ориентироваться в таких понятиях, как:
- призабойная зона пласта;
- цель кислотного воздействия;
- выбор скважины для обработки;
- рекомендуемые технологии обработки;
- требования к исследованиям скважин, выбранных для кислотного воздействия;
- требования к процессу проведения кислотных обработок призабойной зоны (ОПЗ).
Призабойная зона пласта (ПЗП) – это участок пласта, который примыкает к стволу скважины, в пределах которого изменяются фильтрационные свойства продуктивного пласта на этапе строительства, ремонта или же эксплуатации скважины [2].
Кислотное воздействие на пласт производится с целью восстановления и увеличения продуктивности скважин в случае, если продуктивность ограничена состоянием ствола скважины, перфорационных каналов и призабойной зоны. Кислотные воздействия различаются по глубине (объему воздействия) и технологии.
Рисунок 1 – Схема призабойной зоны пласта
Технология кислотной обработки зависит от поставленной цели и характеристик объекта воздействия. Цель обработки зависит от конкретной ситуации и типа скважин.
Для проведения кислотной ОПЗ из всего фонда скважин с периодичностью раз в год (для составления годовой программы работ) и раз в месяц (для составления месячной программы работ) выбирают следующие скважины:
- Скважины, вводимые в эксплуатацию из бурения (без ГРП), в обязательном порядке подвергаются кислотной обработке. Цель обработки – очистка ствола скважины, перфорационных каналов, призабойной зоны от глинистых частиц и фильтрата бурового раствора. Перфорация – это процесс образования каналов в обсадной колонне в цементном кольце и породе для создания гидродинамической связи скважины с пластом. Объект воздействия – кольматирующее вещество, скелет породы.
- Скважины, снизившие продуктивность по причине ухудшения притока жидкости в ходе эксплуатации из-за уменьшения проницаемости ПЗП в результате миграции глинистых частиц и обломочного материала горной породы. Цель обработки – увеличение проницаемости ПЗП. Объект воздействия – кольматирующее вещество и скелет породы.
- Скважины, снизившие продуктивность в результате отложения солей в призабойной зоне, эксплуатационной колонне и насосном оборудовании. Цель обработки – удаление отложений, восстановление продуктивности скважины. Объект воздействия – солевые отложения.
- Скважины, не вышедшие на заданный режим работы после проведения ГРП. Цель обработки – разрушение загущенной жидкости – песконосителя, очистка каналов между зернами проппанта от геля. Объект воздействия – полисахаридный гель.
- Скважины, выводимые из бездействия. Цель обработки – увеличение проницаемости ПЗП. Объект воздействия – скелет породы.
На Приразломном месторождении существует методика выбора скважин под ОПЗ кислотными составами, которая заключается в том, что выбор скважин для ОПЗ производится в последовательности, соответствующей приоритету, установленному геологической службой нефтяной компании. Приоритет может быть изменен в зависимости от текущей задачи разработки. Технология обработки зависит от типа скважины, цели воздействия и объекта воздействия. В случае если объектом воздействия является скелет породы, технология зависит от геолого-физических характеристик обрабатываемого пласта, состояния разработки и требует предметного их рассмотрения.
Для упрощения определения технологий кислотной ОПЗ скважин все объекты, разрабатываемые нефтяной компанией, поделены на три группы в зависимости от проницаемости, глинистости и начальной пластовой температуры:
- к I группе отнесено большинство объектов разработки, приуроченных к отложениям нижнего мела, кислотная обработка которых не связана с осложнениями при ее проведении;
- во II группу включены объекты разработки, приуроченные к отложениям юры, Ачимовской толщи ряда месторождений, отличающихся низкой проницаемостью и значительным содержанием глинистых материалов, а также чувствительностью к минеральному составу вод;
- объектами III группы являются пласты с высокой пластовой температурой, при которой стандартные кислотные обработки не приемлемы из-за высоких скоростей взаимодействия реагентов с породой и нестабильности известных поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Таблица 1. Технологии кислотных обработок для добывающих скважин, потерявших производительность из-за снижения проницаемости ПЗП, выводимых из бездействия и других, где объект воздействия – скелет породы
Группаместорождений | Технология проведения работ | |||
Подготовительныеработы | Первый цикл | Второй цикл | Завершающие работы | |
Группа I | В случае если приемистость скважины ниже 50 м3/сут. СКВ в интервале перфорации +100м HCl 15 % | СКО: HCl 12–14 %, расход 0.5 м3/м, динамический режим | ТК-3 расход 1,0–1,5м3/м Реакция не менее 4 часов ИЛИ ГКО: НCl (12 %)+HF(3 %) Расход 1,0 м3/м, динамический режим | Извлечение продуктов реакции |
Продолжение таблицы 1
Группа II | В случае если приемистость скважины ниже 50 м3/сут. СКВ в интервале перфорации +100м HCl 15 % | СКО: HCl 12–14 %, расход 0.5 м3/м, динамический режим | ТК-3 расход 1,5 м3/м, реакция не менее 4 часов ИЛИ ГКО: НCl (12 %)+HF(3 %). Расход 1,0 м3/м динамический режим | Извлечение продуктов реакции |
Группа III | В случае если приемистость скважины ниже 50 м3/сут. СКВ в интервале перфорации +100м HCl 15 % | ВКС: НCl (6–9 %) + HF (1,4 %), 1,4–3,0 % уксусной (лимонной) к-ты + ВЗР (14–25 %). Расход 1.0–2,0 м3/м. динамический режим | – | Извлечение продуктов реакции |
С целью улучшения свойств кислотных растворов в них добавляют химические вещества – присадки. Добавлением добиваются снижения коррозионной активности кислоты по отношению к металлу, улучшения ее проникающих способностей по отношению к породе пласта, снижения возможности выпадения из кислотного состава осадков, способных кольматировать поры породы.
Ингибиторы – вещества, снижающие коррозионное воздействие кислоты на оборудование, с помощью которого кислоту транспортируют, перекачивают и хранят.
Интенсификаторы – поверхностно-активные вещества, снижающие в 3–5 раз поверхностное натяжение на границе нефть/нейтрализованная кислота. Их добавляют с целью понижения поверхностного натяжения продуктов реакции кислоты с породой, повышения эффективности действия кислотного раствора, облегчения обратного оттока отработанной кислоты после обработки. Наличие ПАВ облегчает проникновение кислотного раствора в микроскопические поры породы. Это необходимо при обработке плотных пород, а также при очистке зaбoя скважины от оставшихся частиц цемента или твердых отложений: ПАВ облегчает отделение от породы воды и проникновение кислоты через нефтяные пленки, покрывающие поверхность породы и выстилающие поверхность пор, и таким образом дают возможность кислоте вступить в контакт с породой, растворяя ее.
Стабилизаторы – вещества, необходимые для удержания в растворенном состоянии некоторых продуктов реакции и соединений железа, присутствующих в соляной кислоте. Стабилизаторы существенно снижают скорость взаимодействия соляной кислоты с карбонатной составляющей породы, благодаря чему увеличивают проникновение кислотных растворов в пласт.
Требования к исследованию скважин, выбранных для кислотного воздействия следующие. Проводится анализ документации на предмет возможности обработки скважины кислотными составами. В случае обнаружения в деле скважины сведений о негерметичности колонны или цементного камня, ОПЗ не проводится до устранения негерметичности. Кислотные составы могут усугубить перетоки по негерметичному заколонному пространству.
Требования к подготовке и процессу проведения кислотных ОПЗ:
- Кислотные обработки проводят только в технически исправных скважинах при условии герметичности эксплуатационной колонны и цементного кольца, подтвержденной исследованиями.
- Арматура скважин, подвергаемых обработке, должна быть полностью исправна и снабжена дополнительной буферной задвижкой на трубной линии для проведения постоянных манипуляций по открытию и закрытию задвижки в ходе выполнения работ.
- Проведение подготовительных работ для всех видов ОПЗ обязательно и включает в своем составе обеспечение необходимым оборудованием и инструментом, химическими реагентами, а также подготовку ствола скважины, забоя и фильтра к обработке.
На Приразломном месторождении месячная программа мероприятий по проведению кислотных обработок выполняется цехом добычи нефти и газа (ЦДНГ) с участием специалистов управления повышения производительности резервуаров (УППР), управления разработки месторождений (УРМ), УДНГ, Отделом нефтепромысловой химии и материаловедения (ОНПХиМ) не позднее 25 числа каждого месяца.
Таблица 2. Месячное планирование мероприятий по проведению кислотных обработок
Входящие | Ответственный | Продукт | Срокисполнения | |
Формирование месячной программы мероприятий по проведению кислотных обработок | Утвержденная годовая программа мероприятий по проведению кислотных обработок Предложения специалистов УППР, УР, УДНГ, цехов добычи. | Отдел нефтепромысловой химии и материаловедения | Сформированная месячная программа мероприятий по проведению кислотных обработок | Ежемесячно не позднее 25 числа каждого месяца |
Утверждение месячной программы мероприятий по проведению кислотных обработок в рамках общей программы ГТМ | Сформированная месячная программа по проведению кислотных обработок в рамках ОПЗ ГТМ | Отдел нефтепромысловой химии и материаловедения | Утвержденная программа мероприятий по проведению кислотных обработок в рамках ОПЗ ГТМ | Ежемесячно не позднее 27 числа каждого месяца |
Формирование отчетов по выполнению месячной программы мероприятий по проведению кислотных обработок | Отчеты от регионов по выполнению месячной программы проведения ОПЗ ГТМ | Отдел нефтепромысловой химии и материаловедения | Сводный отчет по выполнению месячных мероприятий по проведению кислотных обработок на объектах нефтяной компании | Ежемесячно не позднее 10 числа каждого месяца |
За качественный подбор скважин и расчет потенциальных параметров после обработки несут ответственность специалисты УППР. За выбор технологии обработки на скважинах, включенных в программу ОПЗ ГТМ, отвечает начальник ОНПХиМ. За выбор технологии обработки на остальных скважинах отвечают региональные представители УППР.
Контроль процесса производится мастером бригады ТКРС непосредственно на месте проведения работ. Цель контроля – соблюдение требований утвержденного плана работ, проверка наличия соответствия документации на химические реагенты требованиям. Отбор проб закачиваемой химии для последующего лабораторного анализа.
При проведении работ по кислотному воздействию подготавливаются и используются следующие виды документов:
План работ включает:
- Название месторождения, номер куста, номер скважины.
- Название производимых работ.
- Геолого-техническую характеристику скважины.
- Цель работ.
- Описание объемов химреагентов для завоза на скважину.
- Описание подготовительных работ и работ по приготовлению составов.
- Описание технологического процесса с принципиальной схемой расстановки спецтехники.
- Меры по технике безопасности.
- Ожидаемые результаты после проведения работ.
Акт на выполненные работы по ОПЗ скважины является основным документальным инструментом контроля производственных показателей качества – успешности обработки.
Извлечение кислотных составов из пласта в случае обработки добывающих скважин должно производиться при сохранении высокого уровня кислотности раствора (рН ниже 3). Только в этом случае кислота удерживает в растворе растворенные вещества, делает их транспортабельными и способствует их удалению из ПЗП.
Рисунок 2 – Показатели применения пенокислотной и солянокислотной обработок
На Приразломном месторождении имеется большая наработка по принципам проведения глинокислотных обработок (ГКО) и солянокислотных обработок (СКО), что позволило прийти к комплексному составу растворов с обязательным включением в кислотную пачку замедлителей реакции (лимонная кислота) и стабилизаторов осадков (Аксис-КС) (рис. 2). Кроме того, при проведении ГКО во избежание реакции глинокислоты с карбонатами, ее закачку стали предварять пачкой соляной кислоты с разделением кислотных пачек буферными жидкостями (хлористый аммоний, хлористый калий, ПАВ) с обязательным освоением после ОПЗ.
Данный вид обработок наиболее массово применяется на месторождении: количество ГКО составило 16 скважин, СКО – 43 скважины, что в сумме составляет 60 % от общего числа геолого-технических мероприятий ОПЗ, проведенных за 4 месяца 2015 года.
Таким образом, можно предложить дальнейшее совершенствование этих типов обработок призабойной зоны с дополнительным применением технологии потокоотклонения (пенокислотные ОПЗ, закачка отклонителей).
About the authors
Louise I. Safina
Yugra State University
Author for correspondence.
Email: luiza.safina.96@mail.ru
Student of the Department of Oil and gasbusiness, Institute of Nature Management
Russian Federation, 16, Chehova street, Khanty-Mansiysk, 628012Andrey I. Starikov
Yugra State University
Email: luiza.safina.96@mail.ru
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Oil and gas business, Institute of Nature Management
Russian Federation, 16, Chehova street, Khanty-Mansiysk, 628012References
- Мищенко, И. Т. Скважинная добыча нефти [Текст] / И. Т. Мищенко. – М. : Нефть и газ, 2007.
- Покрепин, Б. В. Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин [Текст] /Б. В. Покрепин. – Волгоград : Ин-Фолио, 2008.
- Промысловые данные Приразломного месторождения, 2015 год.