RU2225503C2

RU2225503C2 - Method for finishing oil and gas wells

Info

Publication number: RU2225503C2
Application number: RU2001117258/03A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Рылов; ев А.И. Повал; А.И. Поваляев; И.В. Бажитова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть"
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2004-03-10

Abstract

FIELD: oil and gas extracting industry. SUBSTANCE: method includes creation of acid-destructible protective screen in productive layer pit-face area after previously forming a network of cracks and passages in the screen by means of exploding perforating device, before fixing the well. Pumping of acid-destructible solution is performed under pressure about 10-15% higher then calculated pressure of cementation. After fixing the well the protective screen is destroyed by means of acidic treatment of layer. Acidic treatment is performed in hydroimpulsive mode. The speed of pressure decrease is periodically controlled. The process is considered finished after abrupt pressure decrease. EFFECT: maintained filtering qualities of productive layer, increased well debit. 2 cl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам заканчивания строительства скважины.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods for completing well construction.

Известен способ заканчивания скважины [1], предусматривающий защиту продуктивного пласта от загрязняющего действия фильтрата цементного раствора при креплении скважины. Для этого защищаемый пласт перекрывают непроницаемой оболочкой, предварительно расширив ствол скважины, и затем выше зоны расширения цементируют.A well-known method of completion [1], which provides for the protection of the reservoir from the contaminating action of the filtrate of the cement during the mounting of the well. To do this, the protected formation is covered with an impermeable sheath, having previously expanded the wellbore, and then cemented above the expansion zone.

Недостатком способа является то, что он для своего осуществления требует сложное оборудование, непроизводителен, трудоемок, требует больших затрат времени и трудовых ресурсов на его реализацию.The disadvantage of this method is that it requires sophisticated equipment for its implementation, is unproductive, laborious, requires a lot of time and labor to implement it.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является "Способ заканчивания скважин" [2], включающий создание сети трещин и каналов в продуктивном пласте в среде раствора, нейтрального к фильтрационным свойствам пласта, с помощью перфоратора взрывного действия, крепление скважины и вторичное вскрытие продуктивного пласта с последующей обработкой ее кислотой.The closest technical solution to the proposed one is the "Method of completion of wells" [2], including the creation of a network of cracks and channels in the reservoir in the environment of the solution, neutral to the filtration properties of the reservoir, using an explosive perforator, securing the well and re-opening the reservoir with subsequent treating it with acid.

Недостатком способа является то, что он не обладает достаточной эффективностью. Объясняется это тем, что созданный кислоторазрушаемый экран лишь в пристенной зоне забоя скважины при креплении скважины разрушается под действием большого гидродинамического давления на продуктивный пласт, давление закачки + давление столба жидкости самого цементного раствора. Под действием высокого давления происходит расширение сформировавшихся трещин, куда попадает не только фильтрат цементного раствора, но и продукты его гидратации, а также самого цементного раствора, блокируя тем самым наиболее проницаемые участки призабойной зоны продуктивного пласта, вызывая в последующем большие трудности в вызове притока продукции пласта.The disadvantage of this method is that it does not have sufficient efficiency. This is explained by the fact that the created acid-destroying screen only in the near-wall zone of the well bottom when the well is fixed is destroyed under the influence of high hydrodynamic pressure on the reservoir, injection pressure + column pressure of the cement mortar itself. Under the influence of high pressure, the formed cracks expand, where not only the filtrate of the cement slurry enters, but also the products of its hydration, as well as the cement slurry itself, thereby blocking the most permeable sections of the bottom-hole zone of the reservoir, causing subsequently great difficulties in causing the influx of reservoir products .

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности способа за счет создания кислоторазрушаемого экрана в глубине пласта.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the method by creating an acid-degradable screen in the depth of the reservoir.

Поставленная задача решается описываемым способом, включающим создание сети трещин и каналов в продуктивном пласте в среде раствора, нейтрального к фильтрационным свойствам пласта, с помощью перфоратора взрывного действия, крепление скважины и вторичное вскрытие продуктивного пласта с последующей обработкой его кислотой.The problem is solved by the described method, including the creation of a network of cracks and channels in the reservoir in a solution medium that is neutral to the filtration properties of the reservoir using an explosive perforator, securing the well and re-opening the reservoir with subsequent treatment with acid.

Новым является то, что перед креплением скважины в продуктивном пласте формируют кислоторазрушаемый защитный экран, обеспечивая глубокое его проникновение в пласт, созданием давления, превышающего на 10-15% расчетного давления цементирования, а обработку пласта ведут в гидроимпульсном режиме с использованием устройств для имплозионного воздействия на пласт, периодически контролируя темпы снижения давления на забое скважины, при этом по резкому снижению давления судят об окончании операции обработки. При этом в качестве кислоторазрушаемого экрана используют цементно-меловой раствор.What is new is that before the well is fixed in the reservoir, an acid-destructible protective shield is formed, ensuring its deep penetration into the reservoir, by creating a pressure 10-15% higher than the calculated cementing pressure, and the formation is treated in a hydro-pulse mode using devices for implosive effects on formation, periodically monitoring the rate of pressure reduction at the bottom of the well, while judging by the sharp decrease in pressure the end of the processing operation is judged. In this case, a cement-chalk solution is used as an acid-degradable screen.

Перечисленная совокупность существенных признаков, по мнению авторов, является новой. Проведенные патентные исследования по патентному фонду института "ТатНИПИнефть" на глубину 20 лет показали отсутствие аналогичных технических решений, что позволяет сделать заключение о соответствии предложения критерию "новизна", а его промышленная применимость вытекает из его полного описания.The listed set of essential features, according to the authors, is new. The conducted patent research on the patent fund of the TatNIPIneft Institute to a depth of 20 years showed the absence of similar technical solutions, which allows us to conclude that the proposal meets the criterion of "novelty", and its industrial applicability follows from its full description.

Способ осуществляют следующим образом. В скважину, пробуренную по обычной технологии перед спуском эксплуатационной колонны для цементирования с помощью цементировочного агрегата, закачивают в интервал продуктивного пласта цементно-меловой раствор при следующим соотношении компонентов твердой фазы, вес.%:The method is as follows. A cement-chalk solution is pumped into the well drilled according to the usual technology before the launch of the production cementing string using a cementing unit, in the interval of the productive formation with the following ratio of solid phase components, wt.%:

Цемент 14 - 25Cement 14 - 25

Мел 86 - 75Chalk 86 - 75

Количество цемента, равное 14%, выбрано из расчета возможности отверждения раствора в пластовых условиях. При меньшем содержании цемента, чем указано выше, раствор не отверждается. При содержании цемента более 25% образуется цементно-меловой камень, трудно поддающийся разрушению при кислотной обработки.The amount of cement, equal to 14%, was selected based on the possibility of curing the solution in reservoir conditions. With a lower cement content than indicated above, the solution does not cure. When the cement content is more than 25%, a chalk-cement stone is formed, which is difficult to destroy during acid treatment.

Далее перед креплением скважины с помощью цементировочного агрегата внутри скважины создают давление, превышающее на 10-15% расчетного давления цементирования эксплуатационной колонны, с целью более глубокого проникновения кислоторазрушаемого материала в пласт. Эффект проталкивания цементно-мелового раствора в пласт повышается, когда процесс продавки раствора сопровождают со сбросом давления. Так, при достижении расчетного давления на забое выдерживают это давление в течение 5-10 минут, затем давление сбрасывают и так повторяют до 10-12 раз. В результате создается надежный кислоторазрушаемый гидрозащитный экран, препятствующий проникновение в продуктивный пласт фильтрата цементного раствора и его продуктов гидротации при креплении скважины. Затем скважину промывают буровым раствором, удаляют с забоя оставшийся объем цементно-мелового раствора. После затвердевания раствора в скважину спускают эксплуатационную колонну и цементируют ее по традиционной технологии с использованием цементировочных агрегатов. Затем после закачки расчетного объема цементного раствора скважину оставляют в покое, на ожидание затвердевания цемента (ОЗЦ), после чего одним из известных методов осуществляют вторичное вскрытие пласта, например, сверлением или кумулятивным перфоратором.Then, before fixing the well with the help of a cementing unit, a pressure is created inside the well that is 10-15% higher than the design cementing pressure of the production string, with the aim of deeper penetration of the acid-degradable material into the formation. The effect of pushing the cement-chalk solution into the reservoir increases when the process of pushing the mortar is accompanied by pressure relief. So, when the calculated pressure at the bottom is reached, this pressure is maintained for 5-10 minutes, then the pressure is released and so is repeated up to 10-12 times. As a result, a reliable acid-degradable water-proof shield is created, which prevents the penetration of the cement solution filtrate and its hydration products into the reservoir when the well is fixed. Then the well is washed with drilling fluid, the remaining volume of cement-chalk solution is removed from the bottom. After the solution has hardened, the production casing is lowered into the well and cemented according to traditional technology using cementing aggregates. Then, after injecting the estimated volume of the cement slurry, the well is left alone, waiting for the cement to harden (OZZ), after which one of the known methods is used to re-open the formation, for example, by drilling or a cumulative punch.

Далее по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважину закачивают соляную кислоту расчетного объема под давлением в гидроимпульсном режиме и с использованием устройства для имплозионного воздействия на пласт, например, по патенту на изобретение № 2114980, кл. 6 Е 21 В 43/25, опубл. в БИ № 19, 1998 г., содержащего пакер, соединенный с ним цилиндр, колонну НКТ, поршень с нагнетательным клапаном, привод к поршню и приспособление для сообщения полости цилиндра с подпакерной зоной.Then, along the string of tubing (tubing), hydrochloric acid of the calculated volume is pumped into the well under pressure in a hydro-pulse mode and using a device for implosive stimulation of the formation, for example, according to invention patent No. 2114980, class. 6 E 21 V 43/25, publ. in BI No. 19, 1998, containing a packer, a cylinder connected to it, a tubing string, a piston with a discharge valve, a drive to the piston and a device for communicating the cylinder cavity with the under-packer zone.

После закачки кислоты ее на забое выдерживают 10-15 минут для пропитки, при которой кислота, взаимодействуя с мелом цементно-мелового камня, разрушает его, превращая в эмульсию. Затем, включая в работу насосный агрегат, повышают давление на забое, при котором свежая порция кислоты проникает вглубь пласта, затем давление снова снижают и выдерживают в течение времени, необходимого для протекания реакции, и так далее цикл повторяют. При этом периодически ведут контроль за снижением давления на забое и по резкому снижению давления судят об окончании операции обработки. Опытно-промышленными исследованиями установлено, что при снижении давления на 1,5-2,0 МПа за 1 минуту процесс гидроимпульсного воздействия на забой прекращают и далее запускают в работу устройства для имплозионного воздействия на пласт с целью более глубокой очистки.After pumping the acid, it is held in the face for 10-15 minutes for impregnation, in which the acid, interacting with the chalk of the cement-chalk stone, destroys it, turning it into an emulsion. Then, including the pumping unit in operation, the pressure at the bottom is increased, at which a fresh portion of acid penetrates deep into the formation, then the pressure is again reduced and maintained for the time required for the reaction to proceed, and so on, the cycle is repeated. At the same time periodically control the reduction of pressure at the bottom and a sharp decrease in pressure judge the end of the processing operation. Pilot industrial studies have established that when the pressure is reduced by 1.5-2.0 MPa in 1 minute, the process of hydroimpulse impact on the face is stopped and then devices for implosive treatment of the formation are put into operation for the purpose of deeper cleaning.

Далее созданием циркуляции жидкости насосным агрегатом промывают скважину и после вызова притока нефти скважину сдают в эксплуатацию.Next, by creating a circulation of the liquid, the well is washed by the pump unit and, after the inflow of oil is called, the well is put into operation.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.The technical and economic advantage of the proposal is as follows.

Способ обеспечивает надежную защиту продуктивного пласта от загрязняющего действия цементного раствора при креплении скважин с использованием более простых и доступных средств, с меньшими затратами труда и времени, а также материалов. Сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта приводит к увеличению дебита скважин.The method provides reliable protection of the reservoir from the contaminating action of the cement when attaching wells using simpler and more affordable means, with less labor and time, as well as materials. Preservation of the reservoir properties of the reservoir leads to an increase in well production.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ № 1639120, E 21 B 33/13.1. RF patent No. 1639120, E 21 B 33/13.

2. Патент РФ № 2061837, E 21 B 33/13 - прототип.2. RF patent No. 2061837, E 21 B 33/13 - prototype.

Claims

1. The method of well completion, including the creation of a network of cracks and channels in the reservoir in the environment of a solution that is neutral to the filtration properties of the reservoir using an explosive perforator, securing the well and re-opening the reservoir with subsequent treatment with acid, characterized in that before mounting the well in an acid-degradable protective shield is formed in the bottom-hole zone of the productive formation, ensuring its deep penetration into the formation, by creating a pressure exceeding the calculated pressure by 10-15% cementing, and the treatment of the formation is carried out in a hydro-pulse mode, periodically monitoring the rate of pressure reduction at the bottom of the well, and a sharp decrease in pressure is used to judge the end of the treatment operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cement-chalk solution is used as an acid-degradable screen.