Применение гидроимпульсных, волновых сейсмоакустических и других процессов с целью повышения проницаемости ПЗП


В последнее время в отечественной и зарубежной нефтепромысловой практике все большее применение находят волновые процессы. Распространение волновых процессов обусловлено многогранностью их использования в различных областях нефтяного дела, начиная от сейсморазведки месторождений и прострелочно-взрывных работ в скважинах до промысловой очистки буровых растворов и сточных вод от мех-примесей.

Интерес исследователей к применению волновых процессов вызван целым рядом положительных явлений, происходящих при импульсном воздействии. Так, высокочастотные импульсы способствуют уменьшению вязкости нефти, снижению поверхностного натяжения, увеличению скорости фильтрации, повышению теплопроводности пород, разрушению структуры неньютоновских нефтей, замедлению процесса внутри пластового образования эмульсий и т.п. Перечисленные достоинства влияния волновых процессов на пласт требуют всестороннего изучения их практического применения для конкретных условий нефтепромыслового дела.

При несомненном интересе ученых к исследованию волновых процессов до настоящего времени не изучен ряд вопросов, связанных с механизмом их воздействия, нет четкой градации волновых процессов по частоте воспроизводимых волн и их амплитуде, особенно это относится к переходным зонам. Применительно к нефтепромысловому делу не зафиксированы точно границы между ультразвуковым воздействием и высокочастотным, высокочастотным и вибрацией, вибрацией и гидроимпульсным воздействием с малой частотой, между импульсным воздействием и гидроударом. Нет четкого определения, что такое импульсное ударное воздействие, гидроударное и гидроимпульсное. Наличие вполне определенного разграничения волнового воздействия по частоте и амплитуде импульсов не только позволяет систематизировать волновые процессы, но и дает возможность наиболее глубоко изучить механизм воздействия каждого волнового процесса в отдельности.

В последнее время все большее внимание уделяется сейсмическому воздействию, основанному на высокочастотных упругих колебаниях, и влиянию их на капиллярное перераспределение нефти по пропласткам различной проницаемости.

Одним из перспективных, но, к сожалению, не до конца изученных является волновой метод воздействия на пласт, основанный на нелинейных эффектах, в частности, трансформации фронта волны, дисперсии и нелинейном поглощении энергии генерируемых волн. Как утверждают авторы данного метода (УНИ, НПО «Союзнефтеотдача», институт машиноведения АН РФ), в результате волнового воздействия на пласт происходит увеличение дебита добывающих и приемистости нагнетательных скважин, при этом изменяются реологические свойства добываемых нефтей и снижается темп обводнения скважин. В конечном итоге это приводит к повышению гидропроводности пласта. Эффективность и успешность применения волновых методов неоднозначны для различных геологических условий месторождений. Недостаточная эффективность от их использования получена на 22 скважинах месторождений Татарстана, что объясняется несоответствием применяемых генераторов волн типа ГД потенциальным возможностям выбранных для обработки скважин, а также бессистемным их расположением. Кроме того, отмечена трудность запуска их в работу, т. е. неотработанность технологии, а также отсутствие геолого-физических критериев их применения.

Разновидностью волновых методов воздействия является вибрационный метод с различной амплитудой и частотой генерируемых волн. С этой целью применяются золотниковые и клапанные вибраторы различных конструкций, в том числе гидравлические клапанные машины с большой амплитудой создаваемых импульсов. Эксперименты по использованию вибратора-пульсатора типа ПВ-54 конструкции ТатНИПИнефть успешно завершены на нагнетательных скважинах Poмашкинского месторождения. Установлено повышение приемистости скважин на 18-40% при успешности операций 80%. Продолжительность эффекта не превышала 2-х месяцев.

Известно также применение вибрационного воздействия для предупреждения отложений парафина в нефтепромысловом оборудовании. Однако успешность этого метода зависит от целого ряда факторов и в первую очередь обеспечивающих создание на границе раздела «парафин - твердое тело» виброкипящего слоя, характеризуемого критическим числом Фруда. Иначе, режим вибрации (частота и амплитуда колебаний) должен обеспечивать отрыв от вибрирующей твердой поверхности парафиновой частицы или предупреждать ее прилипание. В работе А.Д. Рудой, А.Н. Раевской установлено, что ударно-вибрационное воздействие при числах Фруда в диапазоне 3,6-7,2 приводит к повышению интенсивности парафиноотложения. В другой серии опытов с иными параметрами отмечено снижение интенсивности отложений. Авторы работы делают вывод, что при соответствующих режимах виброударное воздействие может быть использовано для предотвращения парафиноотложений на стенках трубопроводов. На наш взгляд, успешность применения данного способа зависит не только от режима вибрации, но и от состава отложений, их физикохимических свойств, а также структуры жидкостной системы и режима ее движения по трубам. Кроме того, диапазон режимных параметров вибровоздействия не должен приводить к резонансным явлениям. Еще большая сложность в подборе благоприятных режимов депарафинизации ожидается для условий прифильтровой зоны пласта.

Особый интерес представляет применение гидроударов в режиме низкочастотных или одиночных импульсов. К ним можно отнести гидроудар столбом скважинной жидкости с репрессивным (в сторону пласта) направлением импульса давления, осуществляемый с помощью струйного насоса и гидравлического пакера; имплозионные гидроудары (в сторону скважин), воздействие которых основано на разрушении диафрагм пустотных камер различных конструкций; гидроудары, основанные на применении взрывчатых веществ; электроразрядные гидроудары.

Исследованиями О.Д. Сизоненко, Р.А. Малюшевского, Р.А. Максутова экспериментально доказано, что при электрическом разряде, создающем давление 20 МПа, ударная волна, проходя через перфорационные отверстия, воздействует на пласт, создавая в нем сеть трещин глубиной до 0,1-0,2 м. Это приводит к изменению структуры порового пространства, в результате чего улучшаются фильтрационные свойства пласта. Для повышения фильтрационных характеристик призабойной зоны скважин используются и депрессивные гидроимпульсы, позволяющие улучшить условия очистки пласта в призабойной зоне от кольматирующих поровое пространство твердых частиц и продуктов реакции после кислотных обработок. В качестве средств для проведения технологии депрессивного воздействия можно применить пластоиспытатель КИОД-ПО, КИМ-95, установку освоения скважин (УОС) и др. Эффективность использования последнего неодинакова для различных месторождений. Так, если в условиях некоторых месторождений Западной Украины, Удмуртии, Западной Сибири применение депрессивных методов с использованием оборудования УОС показало хорошие результаты, то в условиях месторождений Татарстана оказалось малоэффективным, что привело к отказу от этого метода.

Для интенсификации добычи нефти в Татарстане широко применяется так называемая депрессионно-репрессионная технология обработки ПЗП в импульсном режиме, разработанная в тресте «Татнефтегеофизика» Ю.В. Зуевым, В.М. Воронцовым, А.Г. Корженевским и др. Отличительной ее особенностью является многократность создания в зоне обработки с помощью пластоиспытателя знакопеременных импульсов давления, направленных из пласта в скважину и обратно. Проведение депрессионно-репрессионных ОПЗ позволяет, по мнению авторов, существенно повысить их эффективность за счет использования эффекта гидроудара.

Работы по акустическим, вибрационным и виброакустическим методам воздействия на породы пласта были начаты в начале 1962 года нашими учеными O.Л. Кузнецовым и Э.М.Симкиным в институте нефти АН России. Источником идей явились геофизические методы исследования скважин при помощи акустического каротажа скважин. Подобные методы воздействия на пласт за рубежом (США) появились значительно позже. В настоящее время разработан и используется целый ряд акустических устройств, отличающихся своими техническими характеристиками (акустической мощностью, рабочей частотой, напряжением электропитания и др.) Их сокращенное название АИ-1, АИ-2, АИ-3, АИ-4. Сокращения расшифровываются как акустический излучатель. Наряду с акустическими излучателями выпускаются и генераторные установки ГУ-3, ГУ-4, ГУ-5 и ГУ-6, используемые в наземном варианте.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru ©
При цитировании информации ссылка на сайт обязательна.
Копирование материалов сайта ЗАПРЕЩЕНО!