RU2778117C1 - Method for vibro-wave action in order to restore the productivity of wells with hydraulic fracturing - Google Patents
Method for vibro-wave action in order to restore the productivity of wells with hydraulic fracturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778117C1 RU2778117C1 RU2021116330A RU2021116330A RU2778117C1 RU 2778117 C1 RU2778117 C1 RU 2778117C1 RU 2021116330 A RU2021116330 A RU 2021116330A RU 2021116330 A RU2021116330 A RU 2021116330A RU 2778117 C1 RU2778117 C1 RU 2778117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wave
- hydraulic
- working fluid
- particles
- vibro
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 8
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 210000002356 Skeleton Anatomy 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 3
- -1 paraffins Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 1
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 description 1
- 230000001771 impaired Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к комплексным способам воздействия на прискважинную зону пласта упругими виброволновыми колебаниями рабочего агента с высокими амплитудами и низкими частотами по восстановлению или повышению продуктивности скважин, расположенных в неоднородном по проницаемости пласте с трещинами, сформированными гидроразрывом пласта (ГРП). Может применяться на нагнетательных и добывающих скважинах с вертикальным, пологим и горизонтальным стволом с проведением различных технологических операций (поинтервальное гидроволновое воздействие, химические обработки, освоение с вызовом притока из пласта и т.д.), в условиях недостаточной или нарушенной проводимости трещин после ГРП, объемного загрязнения трещин различного рода шламами, продуктами бурения, разрушенным проппантом, отложениями смол, парафинов, солей, мехпримесями в процессе эксплуатации скважин. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to complex methods of influencing the near-wellbore formation zone with elastic vibro-wave oscillations of a working agent with high amplitudes and low frequencies to restore or increase the productivity of wells located in a formation that is heterogeneous in permeability with fractures formed by hydraulic fracturing (HF). It can be used on injection and production wells with vertical, flat and horizontal wellbore with various technological operations (interval hydro-wave impact, chemical treatments, development with induction of inflow from the reservoir, etc.), in conditions of insufficient or impaired fracture conductivity after hydraulic fracturing, volumetric contamination of cracks with various kinds of sludge, drilling products, destroyed proppant, deposits of resins, paraffins, salts, mechanical impurities during well operation.
Известен способ обработки прискважиной зоны пласта с использованием импульсов давления в скважинной жидкости, которые применяются для образования новых трещин в горных породах для развития каналов фильтрации с целью повысить нефтеотдачу (Патент на изобретение RU 2209960 C2, 10.08.2003. Заявка № 2001101664/03 от 17.01.2001). Недостатком данного технического решения является низкая результативность преобразования структуры горных пород пласта в связи с одноразовостью и малой управляемостью воздействия. Основная цель преобразования – очистка поровой среды в наиболее загрязненных областях пласта и снижение концентрации кольматирующих ее частиц – не достигается, интенсивность воздействия обеспечивается повышением амплитуды импульсов давления, в результате воздействия которых возникают авто-ГРП, и возникающие каналы-трещины уходят в непроизводительные и обводненные зоны, что может привести к преждевременному обводнению продукции скважин. There is a known method of treating a near-well formation zone using pressure pulses in the well fluid, which are used to form new cracks in rocks for the development of filtration channels in order to increase oil recovery (Patent for the invention RU 2209960 C2, 10.08.2003. Application No. 2001101664/03 dated 17.01 .2001). The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of the transformation of the structure of the rocks of the formation due to the disposability and low controllability of the impact. The main goal of the conversion - cleaning the pore medium in the most contaminated areas of the formation and reducing the concentration of particles that clog it - is not achieved, the intensity of the impact is ensured by an increase in the amplitude of pressure pulses, as a result of which auto-fracturing occurs, and the resulting fracture channels go into unproductive and watered zones , which can lead to premature watering of well production.
Известны способы виброволновой обработки продуктивного пласта по очистке существующих каналов фильтрации, развитию существующих трещин, их промывке с выносом загрязнений и продуктов реакции на поверхность, включающие периодически повторяющийся гидродинамический мониторинг прискважиной зоны с последующей коррекцией режима обработки [RU 2191896 C2, 27.10.2002, RU 2478778 C2, 10.04.2013]. Эффективность технического решения в способах недостаточно высока в связи с невысоким коэффициентом охвата воздействием как по толщине, так и по простиранию пласта (площади залежи). Вынос загрязнений и продуктов реакции производится на поверхность, продолжительность эффекта кратковременная.Known methods of vibratory treatment of a productive formation for cleaning existing filtration channels, developing existing cracks, flushing them with the removal of contaminants and reaction products to the surface, including periodically recurring hydrodynamic monitoring of the near-well zone, followed by correction of the processing mode [RU 2191896 C2, 27.10.2002, RU 2478778 C2, 04/10/2013]. The effectiveness of the technical solution in the methods is not high enough due to the low coverage factor of the impact both in thickness and along the strike of the formation (deposit area). The removal of contaminants and reaction products is carried out to the surface, the duration of the effect is short-term.
Известно также скважинное оборудование для обработки прискважиной зоны пласта [RU 140463 U1, 10.05.2014], включающее волновой гидромонитор, установленный на конце насосно-компрессорных труб на уровне интервала перфорации и гидравлически связанный с линией нагнетания, преобразующий равномерное движение жидкости в пульсационное и перемещаемый вдоль интервала перфорации для наиболее эффективного воздействия и очистки перфорационных отверстий.It is also known downhole equipment for treatment near the wellbore formation zone [RU 140463 U1, 05/10/2014], including a wave monitor installed at the end of the tubing at the level of the perforation interval and hydraulically connected to the injection line, converting the uniform movement of the fluid into a pulsating one and moving along perforation interval for the most effective exposure and cleaning of perforations.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является способ обработки прискважиной зоны нагнетательной скважины стоячими волнами высокой частоты с целью задержки частиц водоизолирующего осадкообразующего реагента, например, гелевых частиц, в околоскважинной зоне, их коагуляции и разбухания за время задержки для создания водоизолирующих барьеров и блокировки промытых участков нефтяного пласта [ RU 2447273 C1, 10.04.2012]. The closest analogue in technical essence is the method of treating the near-well zone of an injection well with high-frequency standing waves in order to delay particles of a water-insulating sediment-forming reagent, for example, gel particles, in the near-wellbore zone, their coagulation and swelling during the delay time to create water-insulating barriers and block the washed areas of the oil formation [RU 2447273 C1, 10.04.2012].
В результате воздействия в способе происходит перераспределение потоков воды в мелкие щели с целью выравнивая фронта нагнетаемой воды только в нагнетательных скважинах, не рассматриваются добывающие скважины.As a result of the impact in the method, the water flows are redistributed into small slots in order to equalize the front of the injected water only in injection wells, production wells are not considered.
Данное техническое решение недостаточно эффективно, поскольку используется для ограничения миграции частиц в высокопроницаемых участках пласта, в том числе крупных трещинах, сформированных гидроразрывом, до расстояния затухания стоячей волны с исключением их дальнейшего продвижения в сторону добывающей скважины. Способ направлен на прискважиной зону нагнетательной скважины и позволяет управлять расстоянием распространения частиц водоизолирующего реагента, например, частиц гелевой системы.This technical solution is not effective enough, since it is used to limit the migration of particles in highly permeable areas of the reservoir, including large fractures formed by hydraulic fracturing, to the standing wave attenuation distance, with the exception of their further movement towards the production well. The method is directed to the wellbore zone of the injection well and allows you to control the propagation distance of water-insulating reagent particles, for example, particles of the gel system.
В отличие от прототипа по технической сущности предлагается способ, в котором упругими волнами можно управлять концентрацией мелкодисперсных частиц, кольматирующих прискважинную зону, проппантовые трещины от ГРП в добывающих скважинах.In contrast to the prototype in technical essence, a method is proposed in which elastic waves can control the concentration of fine particles that clog the near-wellbore zone, proppant fractures from hydraulic fracturing in production wells.
Технической задачей изобретения является разработка способа виброволнового воздействия с целью очистки проппантовой трещины ГРП нефтяного пласта от загрязнений, направленного на снижение концентрации мелкодисперсных частиц-кольматантов в прискважинной зоне добывающей скважины путем их продвижения в глубь пласта и рассеивания по высокопроницаемым каналам трещины ГРП под действием импульсов давления низкой частоты, создаваемых генератором, например, гидромонитором, с дополнительной обработкой в виброволновом режиме химическими составами для растворения остатков загрязнений. The technical objective of the invention is to develop a method of vibro-wave action in order to clean the proppant fracture of the hydraulic fracturing of the oil reservoir from contamination, aimed at reducing the concentration of fine particles-colmatants in the near-wellbore zone of the production well by moving them deep into the reservoir and dispersing through the high-permeability channels of the hydraulic fracture under the action of pressure pulses of low frequencies created by a generator, for example, a hydromonitor, with additional processing in the vibrowave mode by chemical compositions to dissolve the remaining contaminants.
При осуществлении изобретения задача решается за счет восстановления продуктивности скважин с гидравлическим разрывом пласта путем создания градиента давления переменного направления в прискважиной зоне низкочастотными импульсами упругой волны, создаваемой гидромонитором. При этом происходит отрыв от скелета породы и продвижение частиц загрязнений по каналам трещины от перфорационных отверстий в глубь пласта с рассеиванием за пределы зоны воздействия.In the implementation of the invention, the problem is solved by restoring the productivity of wells with hydraulic fracturing by creating a pressure gradient of alternating direction in the near-wellbore zone by low-frequency pulses of an elastic wave created by a hydraulic monitor. When this occurs, separation from the rock skeleton and the movement of particles of contaminants along the channels of the crack from the perforations into the depth of the formation with dispersion outside the impact zone.
Указанный технический результат достигается тем, что способ виброволнового восстановления продуктивности скважин с гидравлическим разрывом пласта предусматривает следующие операции:The specified technical result is achieved by the fact that the method of vibration-wave restoration of the productivity of wells with hydraulic fracturing involves the following operations:
– на забой скважины в интервал перфорации на насосно-компрессорной трубе (НКТ) спускают волновой гидромонитор, расположенный на торце НКТ, – at the bottom of the well in the perforation interval on the tubing (tubing) a wave hydromonitor is lowered, located at the end of the tubing,
– осуществляют нагнетание рабочей жидкости (воды, нефти, кислот, щелочей и т.д.) через вертлюг в НКТ и через гидромонитор для создания упругих колебаний давления струи и получения волнового поля низкочастотных бегущих волн в прискважиной зоне в пористой среде проппантовой пачки трещины ГРП, – they inject the working fluid (water, oil, acids, alkalis, etc.) through the swivel into the tubing and through the hydraulic monitor to create elastic oscillations of the jet pressure and obtain a wave field of low-frequency traveling waves in the near-wellbore zone in the porous medium of the hydraulic fracture proppant pack,
– перемещают гидромонитор вдоль интервала перфорации при непрерывной подаче в НКТ рабочей жидкости для изменения области виброволнового воздействия, – move the hydraulic monitor along the perforation interval with continuous supply of working fluid to the tubing to change the area of vibrowave action,
при этом под действием больших градиентов скорости и давления жидкости переменного направления в прискважиной зоне твердые частицы кольматанта переводятся из монолитного во взвешенное состояние, at the same time, under the action of large fluid velocity and pressure gradients of variable direction in the near-wellbore zone, the solid particles of the bridging agent are transferred from a monolithic to a suspended state,
при этом разрушаются блокады загрязнения перфорационных отверстиях, прискважинной зоне, и в проппантовой пачке, at the same time, the blockades of contamination of perforations, the near-wellbore zone, and in the proppant pack are destroyed,
при этом твердые частицы разрушенных загрязнений во взвешенном состоянии мигрируют в крупных трещинах по направлению от обрабатываемого участка в глубь пласта, рассеиваются по трещине ГРП, at the same time, solid particles of destroyed contaminants in suspension migrate in large cracks in the direction from the treated area into the depth of the formation, disperse along the hydraulic fracture,
при этом концентрация твердых частиц в прискважинной зоне и зоне прилегающего пласта-коллектора уменьшается, восстанавливаются его фильтрационные свойства, восстанавливается проводимость трещины проппантовой пачки и увеличивается продуктивность скважины. at the same time, the concentration of solid particles in the near-wellbore zone and the zone of the adjacent reservoir decreases, its filtration properties are restored, the proppant pack fracture conductivity is restored, and the well productivity is increased.
Способ отличается тем, что для воздействия на частицы используется не стоячая, а бегущая волна давления, миграция частиц направлена в глубь пласта, происходит управление расстоянием миграции частиц с уменьшением их концентрации в прискважинной зоне.The method differs in that not a standing, but a traveling pressure wave is used to influence the particles, the migration of particles is directed deep into the formation, the distance of particle migration is controlled with a decrease in their concentration in the near-wellbore zone.
Способ может применяться на нагнетательных и добывающих скважинах с вертикальным, пологим и горизонтальным стволом с проведением различных технологических операций (поинтервальное гидроволновое воздействие, химические обработки, освоение с вызовом притока из пласта и т.д.).The method can be applied to injection and production wells with a vertical, flat and horizontal wellbore with various technological operations (interval hydrowave impact, chemical treatments, development with a call to inflow from the reservoir, etc.).
После использования виброволнового воздействия рабочей жидкостью по пласту с рассеиванием загрязненных частиц за пределы проппантовой пачки рекомендуется производить виброволновое воздействие химическими составами по растворению остатков загрязняющих частиц с последующим освоением скважины. After using the vibration wave action with the working fluid over the reservoir with the dispersion of contaminated particles outside the proppant pack, it is recommended to perform a vibration wave action with chemical compositions to dissolve the remaining contaminant particles with subsequent development of the well.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном способе с помощью низкочастотных бегущих волн, созданных гидромонитором в добывающей скважине, разрушаются и продвигаются в глубь пласта по трещине ГРП твердые частицы кольматантов, что приводит к уменьшению концентрации загрязнений порового пространства и открытию каналов фильтрации по всей длине воздействия, сопровождающееся повышением продуктивности скважины.A comparative analysis with the prototype shows that in the claimed method, using low-frequency traveling waves created by a hydraulic monitor in a production well, solid particles of bridging agents are destroyed and move deep into the formation along the hydraulic fracture, which leads to a decrease in the concentration of pore space contaminants and the opening of filtration channels along the entire length impact, accompanied by an increase in well productivity.
Сравнение заявленного технического решения с другими техническими решениями показывает, что способы воздействия на прискважиную зону добывающих скважин с целью их очистки для увеличения нефтеотдачи известны. Comparison of the claimed technical solution with other technical solutions shows that methods of influencing the near-wellbore zone of producing wells in order to clean them to increase oil recovery are known.
Однако неизвестно, что для уменьшения концентрации кольматантов в скважинах с проведенными ГРП, с применением виброволнового воздействия можно изменить направление миграции загрязняющих частиц, продвигая их в глубь пласта, рассеивая их по проппантовой пачке, вместо извлечения продуктов обработки по направлению из пласта в скважину. Результатом однонаправленного продвижения частиц, является снижение их концентрации в прискважинной зоне, сопровождающееся открытием каналов фильтрации, что увеличит их проницаемость, повысит проводимость и восстановит продуктивность скважины.However, it is not known that in order to reduce the concentration of bridging agents in wells with hydraulic fracturing, using vibration wave action, it is possible to change the direction of migration of polluting particles, moving them deep into the formation, dispersing them along the proppant pack, instead of extracting the treatment products in the direction from the formation to the well. The result of the unidirectional movement of particles is a decrease in their concentration in the near-wellbore zone, accompanied by the opening of filtration channels, which will increase their permeability, increase conductivity and restore well productivity.
Изобретение поясняется следующими иллюстративными материалами.The invention is illustrated by the following illustrative materials.
На фиг. 1 показано: 1 – интервал перфорации на уровне продуктивного пласта, 2 – волновой гидромонитор, 3 – затрубное пространство между эксплуатационной колонной скважин и насосно-компресорными трубами, 4 – насосно-компрессорные трубы (НКТ), 5 – гидравлические гибкие шланги соединяющие затрубное пространство с емкостью долива 10, 6 – вертлюг подвешенный на крюкоблоке 7 талевой системы, на ветлюге висят НКТ 4, 8 – гидравлические гибкие шланги, соединяющие емкость долива 10, насосный агрегат ЦА-320 9 и вертлюг 6. Стрелками показано направление жидкости под давлением по НКТ 4 на гидромонитор 2. In FIG. 1 shows: 1 - perforation interval at the level of the reservoir, 2 - wave hydromonitor, 3 - annulus between the production string of wells and tubing, 4 - tubing, 5 - hydraulic flexible hoses connecting the annulus with
На фиг. 2 показаны импульсы давления гидромонитора с частотой 2 Гц, амплитудой 8 МПа, длительностью 0,24 с, полученные для создания виброволнового воздействия на область перфорации с целью разрушения структуры слоя кольматантов и продвижения частиц в глубь пласта.In FIG. Figure 2 shows pressure pulses of a hydraulic monitor with a frequency of 2 Hz, an amplitude of 8 MPa, and a duration of 0.24 s, obtained to create a vibration wave effect on the perforation area in order to destroy the structure of the bridging agent layer and move particles deep into the formation.
На фиг. 3 показаны номограммы вовлечения частиц радиусов 0,2 – 2 мм в волновое движение с различными частотами воздействия для выбора оптимальной частоты работы гидромонитора.In FIG. Figure 3 shows the nomograms of the involvement of particles with radii of 0.2 - 2 mm in wave motion with different frequencies of exposure to select the optimal frequency of the hydromonitor.
На фиг. 4 показано изменение координат частиц радиусами 0,3 и 0,7 мм при их движении от скважины во время действия импульса давления гидромонитора, изображенного на фиг. 2: частица R = 0,3 мм полностью следует за бегущей волной, частица R = 0,7 мм более инерционна, поэтому ее движение имеет более сглаженный характер.In FIG. 4 shows the change in the coordinates of particles with radii of 0.3 and 0.7 mm as they move from the well during the action of the pressure pulse of the hydromonitor shown in FIG. 2: the particle R = 0.3 mm completely follows the traveling wave, the particle R = 0.7 mm is more inertial, so its motion is smoother.
На фиг. 5 показаны результаты мониторинга давления и температуры глубинным манометром в добывающей скважине с гидроразрывом при реализации способа виброволнового воздействия. In FIG. 5 shows the results of pressure and temperature monitoring with a downhole pressure gauge in a production well with hydraulic fracturing during the implementation of the vibrowave method.
На фиг. 6 показан пример результатов апробации способа вибровоздействия с целью повышения продуктивности скважин с гидравлическим разрывом пласта путём регулирования концентрации кольматантов в прискважинной зоне.In FIG. Figure 6 shows an example of the results of testing the method of vibration exposure in order to increase the productivity of wells with hydraulic fracturing by controlling the concentration of bridging agents in the near-wellbore zone.
Для решения технической задачи предлагается:To solve the technical problem, it is proposed:
- наличие низкочастотных колебаний давления в виде прямоугольных импульсов (f = 2 Гц), создаваемых гидромонитором 2 (фиг.1), расположенным на торце насосно-компрессорной трубы 4 (фиг.1); - the presence of low-frequency pressure fluctuations in the form of rectangular pulses ( f = 2 Hz), created by the monitor 2 (figure 1), located at the end of the tubing 4 (figure 1);
- получение с помощью гидроимпульсов (фиг.2) поля бегущих волн в интервале (зоне) перфорации 1 (фиг.1);- obtaining using hydraulic pulses (figure 2) field of traveling waves in the interval (zone) perforation 1 (figure 1);
- направленное воздействие поля бегущих волн на жидкость внутри пласта и частицы, осажденные и адсорбированные поверхностью скелета;- directed action of the field of traveling waves on the fluid inside the reservoir and particles deposited and adsorbed by the surface of the skeleton;
- нарушение структуры закольматированного слоя под влиянием сдвигающего воздействия бегущей волны с отрывом твердых частиц кольматантов с образованием суспензии;- violation of the structure of the bridging layer under the influence of the shearing action of the traveling wave with the separation of solid particles of bridging agents with the formation of a suspension;
- миграция взвешенных частиц с жидкостью в направлении градиента давления от прискважиной зоны в пласт;- migration of suspended particles with liquid in the direction of the pressure gradient from the near-well zone into the formation;
- уменьшение концентрации загрязняющих частиц в прискважиной зоне, распределение их по всей длине охваченного воздействием участка пласта, увеличение проницаемости его поровых структур, восстановление продуктивности скважины.- reducing the concentration of polluting particles in the near-wellbore zone, distributing them along the entire length of the reservoir section covered by the impact, increasing the permeability of its pore structures, restoring well productivity.
Покажем возможность использования волнового поля импульсов гидромонитора для воздействия на загрязняющие частицы типичных радиусов 0,3-0,8 мм.Let us show the possibility of using the wave field of pulses of a hydromonitor to influence polluting particles with typical radii of 0.3-0.8 mm.
Воздействие на мелкодисперсные частицы в бегущей волне. Impact on fine particles in a traveling wave.
Пусть движение жидкости происходит в поле плоской бегущей волны, и жидкость движется со скоростью V (м/с)Let the fluid move in the field of a plane traveling wave, and the fluid moves at a speed V ( m/s)
V = V 0 cos ωt, V = V 0 cos ωt,
где: V 0 – амплитуда скорости жидкости, м/с;where: V 0 – fluid velocity amplitude, m/s;
ω – циклическая частота, рад/с; ω – cyclic frequency, rad/s;
t – время, с. t is time, s.
При этом частица перемещается со скоростью м/с относительно неподвижного наблюдателя. На частицу в жидкости действует сила вязкого трения или сила Стокса F СТ (Н):The particle is moving at a speed m/s relative to a stationary observer. The viscous friction force or the Stokes force acts on a particle in a liquidF ST (N):
где: η – динамическая вязкость жидкости, Па/с;where: η is the dynamic viscosity of the fluid, Pa/s;
R – радиус частицы, м. R is the particle radius, m.
Согласно 2 закону НьютонаAccording to Newton's 2nd law
ma = F ст , (2) ma = F st , (2)
где: m – масса, кг;where: m – mass, kg;
а – ускорение, м/с2. a - acceleration, m / s 2 .
Решая совместно (1) и (2), получим формулу зависимости координаты частицы от времени:Solving together (1) and (2), we obtain the formula for the dependence of the particle coordinate on time:
где: X t – координата частицы в исследуемый период времени, м; where: X t is the coordinate of the particle in the studied period of time, m;
X 0 – начальная координата частицы, м; X 0 -the initial coordinate of the particle, m;
X а – амплитуда колебания частицы, м; X a is the particle oscillation amplitude, m;
φ – начальная фаза, рад. φ – initial phase, rad.
Выражение в формуле (3) затухает, остаётся колебательное движение частицы вместе с жидкостью около точки с координатой Х 0.Expression in formula (3) decays, the oscillatory motion of the particle remains together with the liquid near the point with coordinate X 0 .
Амплитуда колебания частицы Х а (м) равнаThe oscillation amplitude of the particle X a (m) is equal to
где R – радиус частицы, м;where R is the particle radius, m;
ω – циклическая частота, рад/с; ω – cyclic frequency, rad/s;
m – масса частицы, кг, m is the particle mass, kg,
m = 4/3 π ρR 3, m = 4/3 π ρR 3 ,
где π = 3,14;where π = 3.14;
ρ – плотность частицы, кг/м3. ρ is the particle density, kg/m 3 .
Степень участия частицы в волновом движении оценим по методике в соответствии с прототипом с помощью безразмерного коэффициента α:The degree of participation of the particle in the wave motion is estimated by the method in accordance with the prototype using the dimensionless coefficient α :
где Х ж – амплитуда колебания жидкости, м;where X W is the amplitude of the liquid oscillation, m;
f – частота, Гц; f —frequency, Hz;
– безразмерный комплекс. is a dimensionless complex.
Коэффициент участия частицы α в волновом движении увеличивается с уменьшением радиуса частицы R, уменьшением частоты волнового воздействия f. The coefficient of participation of the particle α in the wave motion increases with decreasing particle radius R , decreasing the frequency of the wave action f.
Согласно формуле (5) построены графики, показывающие степень воздействия (коэффициента α) на частицы разных размеров волновыми полями разных частот (фиг. 3) и сделан вывод, что наиболее эффективным является воздействие на частицы кольматанта 0,3…0,8 мм бегущей волной частотой 2 Гц. According to formula (5), graphs were plotted showing the degree of impact (coefficient α ) on particles of different sizes by wave fields of different frequencies (Fig. 3) and it was concluded that the most effective is the effect on particles of colmatant 0.3 ... 0.8 mm by a traveling
Размеры зоны вибровоздействия х (м) по формуле (Гадиев С.М. Использование вибрации в добыче нефти. М., Недра, 1997, 159 с.)The dimensions of the vibration zone x (m) according to the formula (Gadiev S.M. The use of vibration in oil production. M., Nedra, 1997, 159 p.)
где χ – коэффициент пьезопроводности м2/с;where χ is the coefficient of piezoconductivity m 2 /s;
k – проницаемость пласта, м2; k – formation permeability, m 2 ;
ϕ – пористость, д.ед.; ϕ – porosity, units;
η – динамическая вязкость жидкости, Па·с; η is the dynamic viscosity of the fluid, Pa s;
β L – коэффициент сжимаемости жидкости, Па-1; β L – liquid compressibility coefficient, Pa -1 ;
β S – коэффициент сжимаемости скелета, Па-1; β S – skeleton compressibility coefficient, Pa -1 ;
f – частота волны давления, Гц. f is the pressure wave frequency, Hz.
Согласно (6) глубиной воздействия можно управлять, изменяя частоту волны в зависимости от параметров пласта.According to (6), the impact depth can be controlled by changing the wave frequency depending on the reservoir parameters.
Расчет размеров зоны вибровоздействия согласно формуле (6) для бегущей волны частотой 2 Гц и пласта с параметрами φ = 0,15, η = 0,001 Па⋅с, β L = 4,28 10-10 Па-1, β S = 2,04⋅10-10 Па-1, f = 2 Гц, k = 150⋅10-12 м2 (соответствует трещине проппантовой пачке ГРП) показывает глубину обработки 16,7 м. Calculation of the dimensions of the vibration impact zone according to formula (6) for a traveling wave with a frequency of 2 Hz and a formation with parameters φ = 0.15, η = 0.001 Pa⋅s, β L = 4.28 10 -10 Pa -1 , β S = 2, 04⋅10 -10 Pa -1 , f = 2 Hz, k = 150⋅10 -12 m 2 (corresponds to a fracture in a hydraulic fracturing proppant pack) shows a treatment depth of 16.7 m.
Согласно приведенным выше положениям физической сущности достигается воздействие на частицы кольматантов в проппантовой трещине нефтяного пласта с целью их рассеивания за пределы проппантовой пачки и уменьшения их концентрации в прискважинной зоне.According to the above provisions of the physical essence, the impact on the particles of bridging agents in the proppant crack of the oil reservoir is achieved in order to disperse them outside the proppant pack and reduce their concentration in the near-wellbore zone.
Пример осуществления способа An example of the implementation of the method
Для проведения операций способа виброволнового воздействия на прискважинную зону пласта выбрана добывающая скважина с гидроразрывом с продуктивностью 12 м3/сут, объемом добываемой нефти 1,3 м2/сут, обводненностю продукции 90% и коэффициентом продуктивности 0,06. Начальное забойное давление 12,3 МПа.To carry out the operations of the method of vibration-wave impact on the near-wellbore zone of the reservoir, a production well with hydraulic fracturing with a productivity of 12 m 3 /day, an oil production volume of 1.3 m 2 /day, a water cut of 90% and a productivity factor of 0.06 was selected. Initial bottomhole pressure is 12.3 MPa.
На колонне НКТ спустили волновой гидромонитор (в качестве которого можно, например, использовать волновой гидромонитор по полезной модели РФ №139424), на забой скважины в интервал перфорации. На боковой поверхности НКТ расположили глубинный манометр-термометр АЦМ-4.On the tubing string, a wave jet monitor (which, for example, can be used as a wave jet according to utility model RF No. 139424) was lowered to the bottom of the well in the perforation interval. An ACM-4 deep manometer-thermometer was placed on the side surface of the tubing.
Создали гидравлический контур, соединив гидравлическими шлангами затрубное пространство с емкостью долива, насосным агрегатом ЦА-320 9 и вертлюгом с подачей рабочей жидкости через НКТ на гидромонитор (фиг.1). Created a hydraulic circuit, connecting the annulus with hydraulic hoses to the topping tank, the pump unit CA-320 9 and the swivel with the supply of the working fluid through the tubing to the monitor (figure 1).
Подключили измерительные приборы для регистрации устьевых давлений и расходов в линиях нагнетания и излива (расходомер ультразвуковой Акрон-01).Measuring devices were connected to register wellhead pressures and flow rates in the injection and discharge lines (ultrasonic flow meter Akron-01).
Создали давление рабочей жидкости – воды с добавлением ПАВ (неонол) на устье на выкиде насосного агрегата 15 МПа с расходом рабочей жидкости 9 л/с с циркуляцией по гидравлическому контуру через гидромонитор.Created a pressure of the working fluid - water with the addition of surfactants (neonol) at the mouth at the outlet of the pumping unit 15 MPa with a flow rate of the working fluid of 9 l / s with circulation through the hydraulic circuit through the hydraulic monitor.
В гидромониторе произошло преобразование поступательного движения рабочей жидкости в упругие импульсные колебания с частотой 2 Гц и амплитудой 8 МПа (фиг. 2). In the hydraulic monitor, the translational motion of the working fluid was converted into elastic pulse oscillations with a frequency of 2 Hz and an amplitude of 8 MPa (Fig. 2).
Провели виброволновое воздействие перемещением гидромонитора вдоль интервала перфорации через 30-40 см при непрерывной подаче в НКТ рабочей жидкости с созданием циркуляции в затрубное пространство. За время воздействия не наблюдалось циркуляции на устье, происходило поглощение рабочей жидкости в пласт. Происходят процессы разрушения структуры кольматантов и миграция частиц вместе с жидкостью в глубь пласта.Conducted vibro-wave action by moving the hydraulic monitor along the perforation interval through 30-40 cm with continuous supply of working fluid to the tubing with the creation of circulation into the annulus. During the exposure time, no circulation was observed at the wellhead; the working fluid was absorbed into the formation. There are processes of destruction of the structure of bridging agents and migration of particles together with the liquid into the depths of the formation.
Через 4 часа после начала цикла появилась циркуляция жидкости на устье с проявлением фонтана нефть-газ, фонтанирование длилось 2 часа, что доказывает очистку и открытие каналов фильтрации в прискважинной зоне. 4 hours after the start of the cycle, liquid circulation appeared at the wellhead with the manifestation of an oil-gas fountain, the flowing lasted 2 hours, which proves the cleaning and opening of filtration channels in the near-wellbore zone.
Через 16 часов произвели кислотную обработку закачкой соляной кислоты через гидромонитор в объеме 8 м3 под давлением 16 МПа для растворения остатков загрязнений.After 16 hours, acid treatment was performed by pumping hydrochloric acid through a hydraulic monitor in a volume of 8 m3 at a pressure of 16 MPa to dissolve the remaining contaminants.
Для извлечения продуктов реакции произвели освоение скважины свабированием. To extract the reaction products, the well was completed by swabbing.
Произвели завершающие работы по извлечению глубинного оборудования и пуску скважины в эксплуатацию. We completed the final work on the extraction of downhole equipment and putting the well into operation.
На фиг.5 представлены результаты мониторинга давления и температуры, полученные во время осуществления способа.Figure 5 presents the results of pressure and temperature monitoring obtained during the implementation of the method.
Динамика эксплуатационных показателей нерентабельной скважины с проведенным способом виброволнового воздействия приведен на фиг.6. The dynamics of operational performance of an unprofitable well with the conducted method of vibro-wave action is shown in Fig.6.
До проведения способа: Before the method:
- дебит жидкости Qж составлял 12 м3/сут, - liquid flow rate Q W was 12 m 3 /day,
- объем нефти Qн не более 1,3 м3/сут, - the volume of oil Q n not more than 1.3 m 3 / day,
- обводненность продукции %обв = 90%, - water cut of products % vol = 90%,
- коэффициентом продуктивности Кпрод = 0,06.- productivity coefficient K prod = 0.06.
После проведения комплекса мероприятий по виброволновой обработке эксплуатационные показатели изменились следующим образом:After carrying out a set of measures for vibration-wave processing, the performance indicators have changed as follows:
- дебит жидкости Qж вырос до среднего уровня 50 м3/сут,- liquid flow rate Q w increased to an average level of 50 m 3 / day,
- объем нефти Qн увеличился до 10 м3/сут,- the volume of oil Q n increased to 10 m 3 / day,
- обводненность продукции %обв снизилась до 75%- water cut of products % rev decreased to 75%
- коэффициент продуктивности Кпрод возрос до 0,5- productivity coefficient K prod increased to 0.5
В течение полугода после применения способа виброволнового воздействия дополнительная добыча нефти составила 630 тонн, прибыль от внедрения составила 3,5 млн рублей.Within six months after the application of the vibration wave method, additional oil production amounted to 630 tons, the profit from the implementation amounted to 3.5 million rubles.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778117C1 true RU2778117C1 (en) | 2022-08-15 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128770C1 (en) * | 1994-04-27 | 1999-04-10 | Дыбленко Валерий Петрович | Method for treating bottom-hole zone of bed |
RU2161244C1 (en) * | 2000-02-09 | 2000-12-27 | Мальченок Владимир Олимпиевич | Downhole thermoacoustic device (versions) |
RU2304700C1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-20 | Олег Олегович Буторин | Device for selective cleaning of channels for perforation and processing of face-adjacent zone |
RU2447273C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for acoustic balancing of flood front of oil bed |
CN102953719A (en) * | 2012-11-20 | 2013-03-06 | 中国石油大学(北京) | Drag type packer-less hydraulic jet pulsating acid fracturing device and method |
RU2542016C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of well bore zone treatment for productive formation |
RU2717163C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Treatment method of borehole zone of productive formation |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128770C1 (en) * | 1994-04-27 | 1999-04-10 | Дыбленко Валерий Петрович | Method for treating bottom-hole zone of bed |
RU2161244C1 (en) * | 2000-02-09 | 2000-12-27 | Мальченок Владимир Олимпиевич | Downhole thermoacoustic device (versions) |
RU2304700C1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-20 | Олег Олегович Буторин | Device for selective cleaning of channels for perforation and processing of face-adjacent zone |
RU2447273C1 (en) * | 2010-09-08 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Method for acoustic balancing of flood front of oil bed |
CN102953719A (en) * | 2012-11-20 | 2013-03-06 | 中国石油大学(北京) | Drag type packer-less hydraulic jet pulsating acid fracturing device and method |
RU2542016C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Method of well bore zone treatment for productive formation |
RU2717163C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Treatment method of borehole zone of productive formation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2478778C2 (en) | Treatment method of productive formation, and downhole equipment for its implementation | |
RU2343275C2 (en) | Method of intensification of natural gas extraction from coal beds | |
US4852650A (en) | Hydraulic fracturing with a refractory proppant combined with salinity control | |
US20100044032A1 (en) | Method for completion, maintenance and stimulation of oil and gas wells | |
RU2542016C1 (en) | Method of well bore zone treatment for productive formation | |
RU2231631C1 (en) | Method of development of an oil pool | |
RU2327027C2 (en) | Processing method of bottomhole zone | |
CN106761650A (en) | Oil, many microcrack pressure break block releasing techniques of well | |
RU2359114C2 (en) | Method and facility for simultaneous selective treatment of perforation channels and treatment of bottomhole of conditionally endless thickness layer | |
RU2537436C2 (en) | Particles containing washing medium for well cleaning | |
RU2261986C1 (en) | Method for complex well bottom zone treatment | |
RU2778117C1 (en) | Method for vibro-wave action in order to restore the productivity of wells with hydraulic fracturing | |
RU2584253C2 (en) | Method for reactant-wave treatment of bottomhole formation zone with filtration pressure waves | |
RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
RU2566343C1 (en) | Method for pulse-wave treatment of productive formation, and device for its implementation | |
RU2511167C1 (en) | Treatment method for bottomhole zone of well equipped with bottom-hole oil pump | |
RU2483200C1 (en) | Method of hydrodynamic action on bottom-hole formation zone | |
RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
RU2296248C2 (en) | Method of operation of pump-ejector well pulse plant | |
RU2296215C1 (en) | Method for well bottom zone treatment | |
RU2295633C1 (en) | Well operation method | |
RU2704087C2 (en) | Method of well operation and device for implementation thereof | |
RU2717163C1 (en) | Treatment method of borehole zone of productive formation | |
RU2769862C1 (en) | Method for reagent-wave hydropercussion treatment of borehole zone of reservoirs with hard-to-recover oil reserves | |
RU2734892C1 (en) | Method for hydraulic fracturing of a formation |