Технология повышения нефтеотдачи посредством глубокого дренирования продуктивного коллектора Серия: «Нефтегазовое дело» Выпуск V Практическое пособие (стр. 7 )

Лидером на рынке по предоставлению услуг по радиальному вскрытию пласта считается международная сервисная компания Radial Drilling Services Inc. (RDS), штаб-квартира которой находится в г. Хьюстоне.

Эта передовая технология впервые появилась в России в 2002 году. Пионером ее использования стала - компания, смело внедряющая инновации. Первые опыты дали хороший результат и в 2005 году в Татарстане было зарегистрировано совместное предприятие «PВ-Пласт». Спустя некоторое время к многообещающей технологии обратилась НК«Лукойл». Сегодня практически все крупные российские нефтегазодобывающие компании не прочь взять этот метод себе на вооружение. Впечатляющие результаты радиальное бурение показало в Казахстане. Испытывает технологию радиального вскрытия пласта и «Белоруснефть».

Система радиального бурения для интенсификации добычи из вертикальных стволов первоначально предназначалась для скважин с падающей добычей, которые в конце своего срока службы дают очень малый дебит, т. е. для тех случаев, когда потенциал в пласте еще присутствует, но связи потеряны, и вертикальный ствол полностью закольматирован в районе продуктивного пласта. В большинстве случаев, когда подобные скважины истощаются, нефтегазодобывающие компании не тратят деньги на их восстановление, а переходят на другие месторождения.

В принципе данная технология предназначалась, в силу своей относительной дешевизны, для малых нефтегазодобывающих компаний, которые не располагают достаточными средствами для проведения ГРП или бурения протяженных ГС и БГС.

Однако после доработки и совершенствования этой технологии в США она стала  пригодной и при стандартном заканчивании обычных скважин, а также для стимуляции притока с помощью направленной кислотной обработки и тепловых методов воздействия на пласт.

Технология радиального бурения в настоящее время применяется:

- для глубокого вскрытия  устойчивых (карбонатных) пластов;

- вскрытия большими количеством радиальных стволов в ПЗП, наподобие кавернонакопителя, в том числе и в несцементированных терригенных коллекторах;

-        вскрытия предварительно изолированных под большим давлением тампонажными материалами (смола, цемент) скважин при наличии конуса воды и межпластовых перетоков;

- вскрытия ПЗП нагнетательных скважин сложенных терригенными коллекторами, загрязненными сточными водами.

С небольшими изменениями данную технологию можно использовать для восстановления нагнетательных скважин со смятыми (смененными) колоннами.

В общем случае данная технология направлена на расширение и оптимизацию дренажной зоны в продуктивных пластах. Радиальное бурение используется также для формирования необходимых направлений нагнетания для корректировки анизотропии проницаемости неоднородных плстов.

Нашла применение эта технология и на месторождениях с тяжелой нефтью. При пароциклическом воздействии на скважину радиальные стволы помогают прогревать значительно большую зону, чем когда это происходит в обычном режиме.

Большое влияние на эффективность этой технологии оказывает правильный выбор скважины – кандидата и типа коллектора. Так, например, опыт  НК «Лукойла» показал, что радиальное вскрытие пласта наиболее эффективно на карбонатных коллекторах. На терригенных же коллекторах результаты оказались значительно хуже, поскольку разбухание глин под воздействием пресной воды приводило к закупориванию пробуренных каналов диаметром 25-30 мм, однако известно, что эту проблему в некоторой степени

Рисунок 19 - Установка РВП

Обозначения: 1 – шасси типа МАЗ; 2 – установка насосная; 3 – емкость;  4 – узел намотки гибкой трубы; 5 – система управления; 6 – гидро-система;  7 – сборное основание; 8 – скважинное оборудование

Рисунок 20 – Этапы технологии глубокого радиального вскрытия пласта через обсадную колонну

Рисунок 21 – Комплект направляющего оборудования для глубокого радиального вскрытия пласта

Обозначения: 1 – фрикционный узел; 2 – локатор муфтовых соединений;  3 – направляющая; 4 – башмак отклоняющий; 5 - якорь

Рисунок 22 – Комплект фрезерующего оборудования для глубокого радиального вскрытия пласта

Обозначения: 1 – соединитель;  2 – клапан обратный; 3 – разъединитель аварийный; 4 – механизм доворота; 5 – ВЗД; 6 – механизм нагружения;  7 – гибкий вал; 8 – инструмент

способны решить полимерные добавки к буровым растворам, препятствующие разбуханию глин.

Из опыта применения РВ известно, что обычно для радиального вскрытия подбираются скважины, на которых другие методы не дали ожидаемых результатов.

Средний прирост дебита после вскрытия пластов по этой технологии в составил 1,5-2 т, а в - около 8 т, однако это далеко не предел. Нa избранных объектах были получены средние дебиты до 40 т в сутки, тогда как применение штатных технологий позволило получать только до 15-20 т/сут.

Принцип работы технологии основан на гидроэразионном разрушении твердых пород. В самом общем виде это выглядит следующим образом. До начала радиального бурения бригада КРС осуществляет подготовку скважины:

извлекает подземное оборудование, производит шаблонирование эксплуатационной колонны.

Направляющий гусак (в случае скважин до 2500 м) или инжектор с установленным на нем гусаком (в случае скважин глубиной более 2500 м) монтируется непосредственно на скважине. Заметим, что для России наиболее востребованы установки, оснащенные инжектором, поскольку рабочая глубина практически всех скважин в Западной Сибири, основном – нефтегазодобывающем регионе – достигает 3000 м и более.

В очищенную от парафина и других отложений скважину и интервал вскрытия спускается отклоняющий башмак, имеющий специальный канал для прохождения инструмента (фрезы) и рукава с гидромониторной насадкой.

Затем собирается установка для фрезерования окна в колонне. С помощью фрезы, приводимой в движение ВЗД, работающим с частотой 100об/мин, спускаемым в скважину на гибкой трубе, и осуществляется фрезерование отверстия в эксплуатационной колонне. Далее на гибкой трубе в скважину спускается компоновка для вскрытия пласта, состоящая из гидромониторной (струйной) насадки и рукава высокого давления, армированного специальным, гибким и прочным материалом - кевларом. Насосом высокого давления по гибкой трубе подается жидкость к гидромониторной насадке, струи которой производят разрушение породы и за счет реактивной тяги способствуют продвижению компоновки по пласту. Размер отверстия зависит от скорости проникновения шланга в пласт и составляет в среднем 25-50 мм в диаметре (см. рис. 20, 21, 22, 23).

Процесс проходки контролируется с поверхности по натяжению гибкой трубы (при работе на неглубоких скважинах) и по датчику веса трубы (при работе с инжектором). Время проводки одного канала длиной до 100 м составляет порядка 20-30 мин. Количество радиальных стволов разрезов из одной скважины по технологии не ограничено. Они могут выполняться как на одном, так и на нескольких уровнях.

После завершения всех этих операций по радиальному вскрытию пласта поднимают колонне НКТ с отклоняющим  башмаком, затем спускают в скважину компоновку для добычи и запускают скважину в работу. Этот процесс занимает от двух до четырех суток соответственно, простой скважины составляет от двух до четырех рабочих дней.

УП «Новинка» (Группа ФИД) разработан, изготовлен и прошел промысловые испытания комплекс оборудования для радиального вскрытия пласта с использованием колонны гибких труб.

Состав и технические характеристики специального колтюбингового комплекса для радиального вскрытия пластов представлены в табл. 3.

В состав комплекса входит полуприцеп, кабина оператора, узел намотки гибкой трубы, гидростанция привода намотки гибкой трубы, желоб направляющий, противовыбросовое оборудование, блок насосной установки,  рабочая емкость, система контрольно-регистрирующая, компоновка направляющая, компоновка для фрезерования окна в эксплуатационной клоне, компоновка для создания канала фильтрации в продуктивном коллекторе.

Рисунок 23 – Комплект гидромониторного оборудования для глубокого радиального вскрытия пласта

Обозначения: 1 – переходник; 2 – рукав высокого давления; 3 – насадка гидромониторная

Таблица 3

Технические характеристики комплекса

Максимальное тяговое усилие барабана узла намотки гибкой трубы (при работе без инжектора, на первом слое), кг Диаметр гибкой трубы, мм Скорость перемещения гибкой трубы при СПО, м/с (м/мин): Минимальная Максимальная Максимальная длина гибкой трубы на барабане, м Максимальное давление на устье скважины, МПа Максимальное давление закачки технологической жидкости, МПа Диаметр эксплуатационной колонны, пригодной для проведения работ, мм Максимальная длина создаваемого канала фильтрации, м Максимальная температура на забое, єС Максимальная глубина спуска и работы оборудования, м Габаритные размеры, мм; не более: Длина Ширина Высота

2700 12,7; 15,85; 19,05 0,015(0,9) 0,6 (36) 4200 80 103 140; 146; 148 90 150 4000 12 000 2500 3950

2.2. Применение колтюбинга для радиального вскрытия пласта на депрессии

Одной из недостаточно полно решенных проблем при радиальном вскрытии продуктивных пластов является выше приведенный процесс кольматации порового пространства породы прилегающей к стенкам дренажного канала.