СНИЖЕНИЕ ОБВОДНЕННОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН МЕТОДОМ СЕЛЕКТИВНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

Запасы природных ресурсов России зачастую не позволяют экономически эффективно добывать нефть с использованием традиционных методов [1–7]. В первую очередь это относится к пластам с низкой проницаемостью, так как большая часть запасов нефти будет не вовлечена в разработку. В этих условиях улучшение эффективности добычи может быть достигнуто за счет использования горизонтальных скважин, которые имеют большую зону дренирования пласта.

Горизонтальные скважины особенно эффективны в трещиноватых коллекторах. Такие скважины проходя через несколько сотен метров продуктивного пласта, могут вскрыть трещиноватые зоны с более высокой проницаемостью в неоднородном пласте, что часто приводит к значительному преимуществу над вертикальными скважинами с точки зрения добычи.

Особенно важно использовать горизонтальное бурение в случае неоднородных пластов. Таким образом, бурение и эксплуатация горизонтальных скважин в настоящее время является одной из наиболее важных тем научно-технических исследований в области нефтедобычи.

При бурении таких скважин, даже с применением новейших геофизических приборов возможно отклонение реальной траектории скважины от запланированной идеальной траектории.  В результате такого отклонения скважина может очень близко подойти к водонефтяному контакту, как показано на рис. 1.

Рисунок 1. Профили реальной и идеальной скважины

В таком случае обводнение скважины неизбежно. Для уменьшения обводненности прежде всего необходимо проводить геофизические исследования, которые проводятся в автономном режиме, т.е. интерпретация полученных данных производится после извлечения инструмента, т.к. сбор данных через интернет невозможен, поэтому требуются дополнительные спускоподъемные операции, которые довольно дорогие.

Для предотвращения поступления воды в скважину, необходимый интервал обрабатывают специальной кольматирующей пачкой, либо применяют специальные изоляторы зоны обводнения. Обе технологии уменьшения поступления воды основаны на общем снижении дебита скважины, что может привести к невозможности извлечь часть потенциально извлекаемых запасов, таким образом возможно снижение коэффициента восстановления.

В институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук были проведены исследования влияния акустических методов на увеличение притока пластовых флюидов к скважине [1]. Было замечено, что побочным эффектом повышения притока является снижение обводненности. До этих исследований использование ультразвуковой обработки для снижения обводненности никогда не сообщалось в литературе.

На основании полученных результатов было предложено использовать селективную ультразвуковую обработку зоны перфорации горизонтальных нефтяных скважин для снижения обводненности.

Использовалось специально разработанное оборудование для обработки зон перфорации горизонтальных скважин. Это оборудование, включало в себя специальный ультразвуковой генератор, скважинный прибор диаметром 44 мм и специально разработанный кабель (рис. 2), установленный на «мини-гибкой трубе» (Рис. 3).

Рисунок 2. Кабель для проведения ультразвуковой обработки

Рисунок 3. Установка «мини-гибкая труба»

Скважинный инструмент включал в себя сонотрод с магнитострикцией, преобразователи, зонд для онлайн измерения необходимых параметров и специальный струйный насос для горизонтальных скважин.

Частота звука была 18 кГц. Во время обработки зондом были измерены следующие параметры: давление, температура, естественное излучение породы, поток жидкости, магнитное расположение муфт и другие параметры.

Проведены замеры распределения амплитуды давления вокруг скважины в двух случаях:

1. Инструмент расположен в середине скважины, это тот случай, когда скважина расположена вертикально;
2. Инструмент расположен рядом с боковой стенкой скважины, что имеет место, если скважина горизонтальная

Согласно результатам моделирования, ультразвук распределяется в радиальном направлении, и по меньшей мере один метр пласта обрабатывается эффективно. Во время обработки инструмент можно перемещать вдоль скважины, что позволит обрабатывать необходимые интервалы зоны перфорации. Интервалы выбираются на основании геофизических исследований.

Радиального проникновения в один метр достаточно, чтобы удалить отложения из зоны перфорации ствола скважины [2]. В случае горизонтальной скважины, когда инструмент расположен вблизи нижней боковой стенки, распределение амплитуды давления вокруг скважины более однородна.

Для полевых испытаний была выбрана типовая горизонтальная скважина Западной Сибири на Самотлорском месторождении с высокой обводненностью.

В случае данной скважины по данным нефтедобывающей компании продуктивный слой был расположен в интервале 1972.03 - 2049,48 м. Геофизические исследования показали, что в интервале 1955 - 2049.48 м годами добывалась в основном вода, вероятно из-за его близости к ВНК. После проведения селективной ультразвуковой обработки обводненность снизилась на 20,7 %, объем добываемого флюида увеличился на 30,1 баррелей в сутки.

На основании исследований, проведенных в институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук можно сделать вывод о том, что проведение селективной ультразвуковой обработки способствует снижению обводненности в горизонтальных скважинах, и данный метод применим на различных месторождениях Западной Сибири со схожим геологическим строением [3].

Список литературы:

1. Vladimir O. Abramov, Anna V. Abramova, Vadim M. Bayazitov, Alexander V. Marnosov. Selective ultrasonic treatment of perforation zones in horizontal oil wells for water cut reduction. Applied Acoustics, 2016, 103: 214–220.
2. Апасов, Т.К. Анализ и перспективы применения ультразвукового воздействия на пласт на месторождениях Западной Сибири / В.О. Абрамов, М.С. Муллакаев, Ю.А. Салтыков, Г.Т. Апасов, В.М. Баязитов // Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности. Сб. докладов III науч.-практ. Конф. – Тюмень: Изд-во ОГУП «Шадринский Дом Печати», – 2012. – 584с.
3. Вопросы геологии, бурения и разработки нефтяных и газонефтянных месторождений Сургутского региона: Сборник научных трудов. Вып. 12/ СургутНИПИнефть, ОАО «Сургутнефтегаз». – М.: Нефтяное хозяйство, 2012. – 160 с.