Привибійної зоною свердловини (ПЗС) називають область пласта в інтервалі фільтра, що примикає до ст на привибійну зону для підвищення її проникності і поліпшення сообщаемости пласта зі свердловиною. Методи впливу на ПЗС діляться на три групи:
Хімічні методи застосовують в тих випадках, коли проникність привибійної зони погіршена внаслідок відкладення речовин, які можна розчинити в різних хімічних реагентах (вапняк - соляна кислота). Приклад такого впливу соляно-кислотна обробка, СКО, порід привибійної зони свердловини.
Механічні методи застосовують в малопроникних твердих породах. До цього виду впливу відноситься гідравлічний розрив пласта (ГРП).
Теплові методи застосовують в тих випадках, коли в ПЗС відклалися в'язкі вуглеводні (парафін, смоли, асфальтени), а так само при фільтрації в'язких нафт. До цього виду впливу відносять різні методи прогріву ПЗС.
Крім перерахованих, існують методи, що представляють їх поєднання. Наприклад, гідрокіслотний розрив являє собою поєднання ГРП і СКО, термокислотні обробка поєднує як теплові, так і хімічні впливу на привибійну зону свердловини.
Методи впливу на ПЗС здійснюють бригади ТКРС. Вони проводять такі роботи:
-Кислотні обробки свердловин.
-Гідравлічний розрив пласта.
-Дії вібрації на ПЗС.
-Тепловий вплив на ПЗС.
-Обробка ПЗС поверхнево-активними речовинами (ПАР).
-Соляно - кислотні обробки свердловин
Кислотні обробки свердловин призначені для очищення вибоїв, привибійної зони, НКТ від сольових, парафінистої-смолистих відкладень і продуктів корозії при освоєнні свердловини з метою їх запуску, а так само для збільшення проникності порід. Під впливом соляної кислоти в породах ПЗС утворюються порожнечі, каверни, канали роз'їдання, внаслідок чого збільшується проникність порід, а отже і продуктивність нафтових (газових) і прийомистість нагнітальних скважін.Кіслотние ванни призначені для очищення поверхні відкритого забою і стінок свердловини від цементної і глинистої корок , смолистих речовин, продуктів корозії, кальцієвих відкладень від пластових вод і звільнення прихопленого пробкою підземного обладнання. Обсяг робочого розчину, при кислотної ванні, становить не більше обсягу стовбура (колони) в заданому інтервалі, закачують його до забою, що не продавлюючи в пласт. Розчин кислоти витримують в інтервалі обробки 16 - 24 год. Потім відреагував кислоту разом з продуктами реакції видаляють зі свердловини зворотним промиванням. В якості промивної рідини використовують воду.
Проста кислотна обробка призначена для впливу на породи ПЗС з метою збільшення їх проникності. Процес ведеться з обязательнимзадавліваніем кислоти в пласт. Спочатку закачують нафту або воду, потім при відкритому затрубному просторі - розрахункова кількість приготованого робочого розчину соляної кислоти. При цьому обсяг першої порції кислоти розраховують так, щоб вона заповнила труби і кільцевий простір від черевика до покрівлі пласта. Після цього закривають засувку на затрубному просторі свердловини і під тиском закачують в свердловину залишки кислотного розчину. Кислота починає проникати в пласт. Частину, що залишилася в трубах і в фільтрової частини свердловини кислоту продавлюють в пласт нафтою або водою.
Кислотна обробка під тиском застосовують з метою продавкі кислоти в малопроникні інтервали продуктивного пласта. Проводять із застосуванням пакера.
При відкритій засувці затрубного простору свердловини і непосаджений Пакер в свердловину закачують кислотний склад в обсязі труб і подпакерного простору, після чого пакером герметизують затрубний простір і закачують кислоту в обсязі спущених труб з максимальним підвищенням темпу закачування. Потім, не знижуючи тиску, слідом за кислотою прокачують розрахунковий обсяг продавочной рідини і закривають засувку. Свердловину залишають в спокої до повного спаду або стабілізації тиску.
Пенокіслотние обробки застосовують при значній товщині шару і низьких пластових тисках. У привибійну зону свердловини вводячи аерувати розчин кислоти і ПАР у вигляді піни. При таких обробках використовують кислотний агрегат, компресор і аератор. Пенокіслотная обробка має наступні переваги:
Кислотна піна повільніше розчиняє карбонатний матеріал, що сприяє більш глибокому проникненню активної кислоти в пласт.
Кислотна піна має меншу щільність і підвищеною в'язкістю, що дозволяє збільшити охоплення впливом всієї продуктивної товщини пласта.
Багаторазові обробки полягають в тому, що ПЗС обробляють кілька разів з інтервалами між обробками в 5 - 10 діб з метою виведення свердловини на максимальну продуктивність за короткий термін.
Поінтервального (ступінчасті) обробки декількох інтервалів пласта значної товщини з метою повного охоплення пласта або окремих продуктивних прошарків. Після обробки першого інтервалу і короткочасної його експлуатації, примусово-спрямованим способом впливає інтервал, поки повністю не буде охоплена вся товщина пласта. Проводити ступінчасті обробки доцільно в свердловинах після виходу їх з буріння або в початковий період експлуатації.
Термохімічні обробки - обробки свердловин гарячої соляною кислотою, з магнієм в спеціальному наконечнику, спущеному на НКТ в межі інтервалу, наміченого під обробку. Застосовують для очищення ПЗС від асфальто-смолистих, парафінових і інших матеріалів.
Термокислотні обробки - комбінований процес, в першій фазі якого здійснюється термохімічних обробка, у другій (без перерви в часі) - звичайна, проста СКУ. Наповнений магнієм наконечник спускають на трубах в свердловину і встановлюють в зоні оброблюваного інтервалу пласта. Потім закачують нафту і слідом за нею, без перерви, 15% розчин соляної кислоти. Швидкість прокачування кислоти повинна бути такою, щоб протягом всього процесу на виході наконечника була однакова запланована температура і постійна кислотність розчину. Для завантаження наконечника використовують магній у вигляді стружок або брусків квадратного або круглого перетину.
Гідравлічний розрив пласта (ГРП)
ГРП призначається для збільшення проникності ПЗП шляхом розчленування породи пласта або розширення природних тріщин. Сутність ГРП - в нагнітанні в ПЗС рідини під високим тиском перевищує гідростатичний в 1,5 - 2 рази. Існують три основні види ГРП:
1) Одноразовий (створення однієї тріщини в продуктивному пласті),
2) Багаторазовий (забезпечує утворення декількох тріщин);
3) Спрямований (поінтервального) - місця утворення тріщин регулюються по продуктивному розрізу свердловини.
Процес ГРП складається з наступних послідовно проведених операцій по закачуванню:
1) в пласт рідини розриву для утворення тріщин.
2) рідини-песконасітеля, призначеним для закріплення тріщин.
3) продавочной рідини для продавлювання піску в тріщини.
Робоча рідина, при закачуванні якої в ПЗП створюється тиск, достатній для порушення цілісності породи, називається рідиною розриву.
Робоча рідина. яка використовується для транспортування піску з поверхні до тріщин і їх заповнення, називається рідиною-пісконосіїв. Вона повинна бути слабофільтрующіх і мати високу пескоудержівающую здатність. Підвищення в'язкості рідин досягається додаванням в них загусники - солі органічних кислот, нафтової гудрон, нефтекіслотние і водонефтяние емульсії. У водонагнетательних свердловинах для ГРП використовують воду, загущену сульфит-спиртової бардою (ССБ).
Продавочной рідина при будь-яких умовах повинна мати мінімальну в'язкістю для зменшення втрат напору.
Пісок призначається для заповнення утворилися при ГРП тріщин з метою попередження їх змикання після зменшення тиску нижче величини тиску розриву. Тому пісок повинен мати достатню міцність і зберігати високу проникність. Цим вимогам задовольняє добре відкатав однорідний кварцовий пісок (пропант). Гранули мають розмір 0,4 - 1,2 мм.
Ефективність ГРП визначається розкриття і протяжністю створених тріщин: чим вони більші, тим вище ефективність обробки. Для створення таких тріщин в свердловину закачують від 4 до 20 т піску. Концентрація піску в рідині-пісконосіїв залежить від фільтрації і утримуючої здатності рідини і змінюється 100 - 600 кг / 1м3 рідини.
Перед ГРП проводять заходи з очищення забою і привибійної зони - промивання розчинниками, ПАР, кислотні обробки. Іноді проводять гідропіскоструминної перфорації (ДПП) в вузькому інтервалі пласта, в якому планують створити тріщину.
У свердловину спускають НКТ з пакером і нагнітають спочатку рідина розриву в таких обсягах, щоб створити на забої тиск, достатній для розриву пласта. При цьому безперервно спостерігають за тиском і витратою рідини на гирлі. Момент розриву на поверхні відзначається різким збільшенням витрат рідини при одному і тому ж тиску на гирлі або різким падінням тиску при одному і тому ж витраті. Після розриву пласта, не знижуючи тиску, в свердловину закачують рідину-пісконосіїв - в'язку рідину, змішану з піском, яка під впливом продавочной рідини проштовхується в НКТ і в пласт.
Після завершення продавкі свердловину закривають і залишають у спокої до моменту зниження тиску до нуля. Потім свердловину промивають для видалення залишків піску і освоюють. Водонагнетательние свердловини пдвергаютпоршневанію для вимивання з тріщини вміщеній в'язкої рідини.
Малюнок 5.- Обв'язка гирла свердловини при ГРП
При гідророзриві свердловини використовують гирлову головку фірми Камерон, складові частини якої виготовлені з високоякісних матеріалів.
♦ Робочий тиск 700 атм.
♦ Температурний режим від -50 до 50єС
1 - корпус (210 атм.) З двома бічними відводами діаметром 50,8 мм.
Гирлова головка фірми «КАМЕРОН»
3 - патрубок Ж50,8 мм, на який навёрнут кульової кран (4), розрахований на 210 атм.
4 - кульовий кран
5 - штифтової фланець
6,11 - кільцева прокладка (сальник)
7 - різьбова шпилька 26,85 х 215,9мм.
10 - фланцеве з'єднання
12 - різьбова шпилька 22,23 х158,75мм.
13 - гайка 22,23мм.
Типове обладнання для ГРП
Гідравлічний розрив пласта здійснюється з використанням комплексу обладнання, що включає в себе підземну і наземні частини.
-комплекс спецтехніки для виробництва ГРП.
Комплекс ГРП складається зі стандартних одиниць:
-Пескосмесітельная установка - Блендер РОD-I.
-Насос високого тиску SPF-343
-Станція контролю - FRACCAT.
Практично все обладнання для ГРП змонтовано на шасі важких вантажівок підвищеної прохідності
Блендер - пересувний агрегат, призначений для попереднього приготування технологічних рідин в резервуарах і подальшої їх подачі через систему манифольда на прийом насосних агрегатів. Завдяки ретельно продуманій системі комп'ютерного управління, агрегат здатний забезпечити високу якість змішування рідин, проппанта і хімікатів. Блок управління блендера забезпечує дотримання заданого рівня рідини в змішувачі, автоматичний контроль подачі проппанта і автоматичний контроль подачі сухих і рідких хімікатів.
-Швидкість - 900 - 1300 об / хв
-Продуктивність - 0 - 5,6 м3 / хв.
-Тиск на виході - 0 - 6,9 атм.
-Швидкість завантаження піску - 0-4 т / хв
-Мах продуктивність - 3,8 м3 / хв
-Нормальна швидкість обертання - 1100 об / хв
Пересувний насосний агрегат призначений для закачування в свердловину різних рідин і сумішей з проппанта з високим темпом і при великому тиску.
Силова установка - двотактний дизель, номінальна потужність - 2250 к.с. при 2050 об / хв. Водяне охолодження, запуск від двигуна шасі.
- Максимальний тиск - 1365 атм.
- Максимальна подача - 4,5 м3 / хв.
Повністю дистанційне керування зі станції контролю або виносного пульта. Електронна система захисту від перевищення встановленого тиску. Електронний контроль роботи двигуна.
Для полегшення холодного пуску передбачені електропідігрів основних систем змащення, охолодження і гідравліки, і ефірний запуск дизеля.
Малюнок 4.- Елементи свердловини: 1.скважіна; 2.Автомобіль для перевезення рідких ХР; 3.Технологіческіе ємності; 4.Блендер; 5.Блок маніфольдів; 6.ЦА-320; 7.Песковоз; 8,9,10.Насоси високого тиску; 11.площадка для перевозу блоку маніфольдів
Лінії низького тиску обладнані 4-дюймовими засувками. Для з'єднання з блендером і насосними агрегатами використовуються резинометаллические шланги з БРС.
Лінії високого тиску обладнані 3-дюймовими корковими кранами з черв'ячним редуктором, зворотними клапанами і електронним перетворювачем тиску. Для з'єднання зі свердловиною є набір труб з БРС (довжина від 1м до 4м) і вертлюги. Максимальна довжина лінії - до 60 метрів.
Вантажівка підвищеної прохідності для перевезення блоку манифольда обладнаний платформою, лебідкою для навантаження-розвантаження з тяговим зусиллям 25 тн, гідравлічним краном 8 тн.
Станція контролю - це комп'ютерний центр управління процесом ГРП і збору інформації. Станція виконана у вигляді комфортабельного фургона, обладнана системами опалення та кондиціонування для підтримки нормального температурного режиму при будь-яких погодних умовах, дизельним генератором для автономного електропостачання. Для керування насосними агрегатами в станції встановлено шість електронних панелей, які дозволяють одному оператору керувати всіма насосами. Є можливість одночасної зупинки всіх насосів в аварійних випадках. Для оперативного зв'язку в процесі робіт є комплект радіозв'язку близького радіусу дії. Для контролю процесу ГРП та збору даних станція оснащена комп'ютерною системою перетворення сигналів і двома персональними комп'ютерами.
- тиск затрубного простору свердловини;
Комп'ютери використовуються для проектування ГРП, записи параметрів процесу, обробки інформації та роздрукування звітів.
Песковоз призначений для перевезення проппанта і контрольованою подачі його на блендер, і являє собою гідравлічний самоскид з повністю закритим кузовом. Здійснює завмер витрати проппанта через «ворота» в задній частині бункера. Проппанта вводиться безпосередньо в воронку змішувача за спеціальним жолобу. Має 4 '' з'єднання для отримання сухих агентів з інших агрегатів і контейнерів. Максимальне корисне навантаження - до 30 тн. Коротка колісна база забезпечує підвищену маневреність.