Нефтегазовая вертикаль #13 - 14'13 Плазменно-импульсное воздействие на пласт: сделано при поддержке Сколково
Плазменно-импульсное воздействие на пласт: сделано при поддержке Сколково
Поддержанная Фондом «Сколково» экологически чистая инновация — разработка технологии плазменно-импульсного воздействия на пласт — позволяет увеличить нефтеотдачу всех видов скважин: вертикальных, наклонных и горизонтальных, в том числе низкодебитных. Несколько сотен мощных разрядов с образованием плотной плазмы очищают призабойную зону и распространяются вглубь пласта, очищая интервалы перфорации. Конкурентные преимущества — эффективность, простота обработки, безопасность, сверхточное селективное воздействие, возможность повторного использования…
Бурно развивающиеся экономики ведущих стран мира требуют все больше энергоресурсов. С ростом доли трудноизвлекаемых запасов нефтегазовая отрасль все чаще прибегает к использованию горизонтальных скважин как наиболее эффективному методу увеличения газо- и нефтеотдачи.
Горизонтальные скважины имеют значительно бόльшую зону дренирования, увеличивают поверхность фильтрации и вскрывают бόльшее число крупных трещин и высокопроницаемых каналов по сравнению с обычными вертикальными скважинами. Кроме того, добыча сланцевого газа, доля которого на рынке непрерывно растет, производится исключительно методом бурения горизонтальных скважин с после¬дующим проведением гидроразрыва пласта.
Однако процесс эксплуатации таких скважин связан с рядом сложностей. Одна из них — высокие риски при проведении ГРП в пластах малой мощности и при близком залегании водоносных пластов, а в случае с добычей сланцевого газа — высокий риск попадания опасных реагентов и углеводородов в грунтовые воды, что уже привело к законодатель¬ному запрету ГРП на сланцевых месторождениях ряда стран.
Кроме того, контакт значительной части пласта с буровым раствором в течение длительного времени может привести к кольматации пласта, которая в горизонтальных скважинах выражена в гораздо бόльшей степени, чем в вертикальных.
Данные профилеметрии в не¬однородном пласте зачастую показывают, что вдоль ствола ГС формируется неравномерный профиль притока флюида с чередованием зон высокой и низкой приточности. Нередки случаи, когда бόльшая часть горизонтального ствола скважины вообще не работает.
В результате горизонтальные скважины реализуют свой потенциал не в полном объеме (низкий КИН), и, как следствие, государство (владелец недр) и добывающие компании несут значительные финансовые потери.
ПИВ
Именно для решения описанных проблем команда российских ученых и инженеров в середине 2011 года подала заявку на вступление в Фонд «Сколково». Пройдя жесткий экспертный отбор, проект получил гранд, а также правовую, маркетинговую и международную поддержку. Благодаря этому к реiениям задач проекта удалось подключить ряд ведущих российских институтов и специалистов, а также привлечь зарубежных инвесторов и партнеров.
В результате был разработан генератор плазменно-импульсного воздействия (ПИВ), способный работать и в условиях наклонно-направленных скважин с горизонтальным окончанием.
Принцип действия генератора заключается в преобразовании энергии металлической плазмы в импульсное давление в жидкости для очистки призабойной зоны скважины.
Импульсное давление создается следующим образом: в разряднике скважинного генератора протягивается металлический проводник. На него подается мощный импульс электротока, в результате чего проводник плавится, испаряется и создается плазма, характеризующаяся высокой температурой, большим количеством частиц (~1020 см-3) и высоким давлением.
После разряда формируется газовый пузырь, характеризующийся рядом затухающих пульсаций (депрессия-репрессия) под воздействием кинетической энергии и гидростатического давления, что инициирует появление волн сжатия и разряжения.
Учитывая, что короткий, но мощный импульс, сопровождающийся пульсацией давления (депрессия-репрессия), инициируется в закрытом объеме, ударная (упругая) волна проходит через перфорацию, очищая ее.
Заданное количество импульсов повторяется в одной точке через равные промежутки времени. Первые импульсы чистят перфорацию, удаляя кольматант, что является основной задачей при обработке горизонтальных скважин. Если требуется, воздействие в заданной точке может продолжиться, и последующие импульсы будут распространяться по пласту, вызывая эффект акустической кавитации, в результате чего увеличивается проницаемость призабойной зоны.
Вся операция происходит за один спуск-подъем. Металлический проводник восстанавливается автоматически без подъема оборудования. За один спуск-подъем генератор может сделать до 1000 подобных импульсов.
Об этом же свидетельствует опыт применения технологии на вертикальных скважинах, который подтвержден различными геофизическими и гидродинамческими исследованиями.
Визуальные наблюдения через телевизионную установку, размещенную в реагирующей скважине на расстоянии 200 метров от обрабатываемой показали, что технология ПИВ позволяет не только эффективно декольматировать призабойную зону пласта но и, в случае необходимости, селективно значительно увеличивать зону дренирования в низкопроницаемых коллекторах, что весьма актуально для одноствольных ГС.
Эффективность
Разработчики полагают, что технология ПИВ может успешно применяться и в многоствольных скважинах, поскольку воздействие направленно и управляемо в зависимости от решаемой задачи. Предлагаемый способ интенсификации притока углеводородов в горизонтальное окончание скважины позволит вовлекать в работу ранее пропущенные слабодренированные застойные зоны и пропластки, что даст возможность максимально эффективно, экологически безупречно эксплуатировать скважину, не прибегая к сложным дизайнам ГРП, кислотным ваннам на всех стадиях эксплуатации, начиная с освоения. При снижении дебита скважины в ходе эксплуатации предлагаемый способ позволяет неоднократно повторять процесс стимуляции до тех пор, пока эксплуатация ГС будет экономически целесообразной.
Для эффективного применения указанного способа скважина должна отвечать следующим требованиям:
- компоновка фонтанной аппаратуры и горизонтального окончания должна быть с минимальным проходным отверстием не менее 50 мм, что даст возможность проводить спуск в скважину необходимого техно¬логического оборудования;
- обсадная колонна должна быть герметичной.
При реализации способа возникает необходимость, в отличие от работы в вертикальной скважине,не просто опускать устройство, а проталкивать его вперед с определенным усилием. Для этого используется колтюбинг, при помощи которого генератор ПИВ доставляется на заданную глубину горизонтального окончания, при этом, во избежание аварии, осевое усилие контролируется датчиком давления с передачей информации на контрольный модуль.
Рабочие интервалы горизонтального окончания можно определять как встроенным локатором муфт, так и геофизической аппаратурой с выставлением меток на экране контрольного модуля.
После окончания обработки проводится прямая промывка скважины с добавлением, в случае необходимости, деструктора.
На данный момент есть все основания полагать, что технология ПИВ для скважин с горизонтальным окончанием будет востребована не только для добычи нефти но и для увеличения проницаемости пластов при добыче угольного газа — метана, а также сланцевого газа.
Возвращаясь к опыту применения плазменно-импульсного воздействия на вертикальных скважинах, следует отметить, что технология хорошо зарекомендовала себя, решая задачи по повшению производительности низкодебитных скважин и скважин с упавшим эффектом от ГРП.
Например, при проведении опытно-промышленных и промышленных работ в Западной Сибири в 2011-2012 годах среднее увеличение дебита по нефти составило 67% при среднем базовом дебите до воздействия около 8,5 тонн в сутки. При этом число успешных скважинных операций превысило 82%. Следует отметить, что в подавляющем большинстве случаев под обработку предоставлялись скважины с упавшим эффектом от ГРП.
Другим примером может являться применение технологии в начале 2013 года и по настоящее время в США (штатах Луизиана, Оклахома и Канзас). Работы проводятся на истощенных месторождениях 40-50-х годов прошлого века. При 100% успешных работ средний прирост по нефти превысил 150%. Однако это уже повод для написания отдельной статьи, посвященной опыту внедрения российской разработки на территории США и других стран.
Как это работает? При использовании плазменно-импульсного воздействия увеличивается проницаемость призабойной зоны скважины, увеличивается гидродинамическая связь нефтяного пласта с забоем скважины за счет очистки старых и создания новых фильтрационных каналов, происходит очищение порового пространства и формирование новых микротрещин в призабойной зоне скважины и фильтрационных каналах пласта. Особенности
- Экологическая чистота, работает в естественных геологических условиях скважин без добавок реагентов;
- Плазменно-импульсное воздействие (ПИВ) используется при любой обводненности;
- Улучшает проницаемость прискважинной зоны добывающих и нагнетательных скважин, и продуктивных пластов в целом;
- Значительно увеличивает дебит нефти на скважинах эксплуатируемых на месторождениях поздней стадии разработки;
- Кратно увеличивает приемистость нагнетательных скважин вне зависимости от их предыдущего назначения;
- Воздействует на соседние с обрабатываемой скважины, которые откликаются положительным дебитом;
- Технология дает положительные результаты на месторождениях в коллекторах любой геологической сложности;
- Безопасна в эксплуатации;
- Сокращает период освоения новой скважины и срок вывода ее на режим эксплуатации.
|
| Главная | Услуги | О компании | Проекты | Технология | Контакты | Правовая информация | Карта сайта | О проекте |
| тел: +7 (495) 225 62 40 / e-mail: info@novas-energy.ru |
