КИСЛОТНЫЙ ГИДРОРАЗРЫВ ПЛАСТА В КОМПЛЕКСЕ С ВИБРОВОЛНОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ КАК МЕТОД ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ НЕФТИ В КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

ACID HYDRAULIC FRACTURING COMBINED WITH VIBRO-WAVE STIMULATION AS A METHOD FOR OIL PRODUCTION ENHANCEMENT IN CARBONATE RESERVOIRS

Al-mansoori Karrar Asaad

Student, Udmurt State University,

Russia, Izhevsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается комплексный метод интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов, объединяющий кислотный гидроразрыв пласта (КГРП) с виброволновым воздействием на призабойную зону пласта. Проведён обзор современных технологий разработки карбонатных коллекторов, проанализированы основные факторы снижения эффективности гидроразрыва пласта, описаны механизм действия и технологическая схема проведения КГРП в сочетании с виброволновым воздействием, приведены критерии подбора скважин-кандидатов, а также поэтапный порядок выполнения работ и состав применяемого оборудования. Показано, что синергетическое воздействие двух методов обеспечивает существенное повышение проницаемости призабойной зоны, увеличение зоны дренирования и рост дебитов нефти.

ABSTRACT

The article examines a combined method for oil production enhancement in carbonate reservoirs integrating acid hydraulic fracturing (AHF) with vibro-wave stimulation of the near-wellbore zone. A review of modern carbonate reservoir development technologies is presented, the key factors reducing hydraulic fracturing efficiency are analysed, the mechanism and technological scheme of AHF combined with vibro-wave stimulation are described, candidate well selection criteria are defined, and a step-by-step procedure for field operations with the required equipment is provided. It is demonstrated that the synergistic effect of the two methods ensures a significant increase in near-wellbore permeability, an expanded drainage area, and higher oil flow rates.

Ключевые слова: кислотный гидроразрыв пласта, КГРП, виброволновое воздействие, карбонатные коллекторы, интенсификация добычи нефти, призабойная зона пласта, гидродинамический генератор колебаний.

Keywords: acid hydraulic fracturing, AHF, vibro-wave stimulation, carbonate reservoirs, oil production enhancement, near-wellbore zone, hydrodynamic oscillation generator.

Введение

Современная нефтяная промышленность России сталкивается с проблемой ухудшения структуры запасов нефти, где доля трудноизвлекаемых запасов (ТРИЗ) неуклонно растет. Карбонатные коллекторы занимают особое место в этой структуре, характеризуясь высокой степенью неоднородности фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС), выраженной трещиноватостью и кавернозностью, а также, как правило, повышенной вязкостью насыщающей нефти. Эти факторы обусловливают низкий темп отбора запасов и неудовлетворительный охват пласта воздействием при традиционных методах разработки [1]. Классические методы интенсификации добычи нефти, такие как кислотные обработки и перфорационные мероприятия, часто оказываются малоэффективными в условиях карбонатных коллекторов с низкой матричной проницаемостью и сложной структурой порового пространства. В связи с этим возникает потребность в разработке новых, более результативных технологических решений. Одним из перспективных направлений является комплексная обработка, объединяющая кислотный гидроразрыв пласта и виброволновое воздействие на призабойную зону. Настоящая статья посвящена анализу данного метода: его технологической сущности, применяемому оборудованию, критериям выбора скважин-кандидатов и порядку проведения работ.

Обзор технологий разработки карбонатных коллекторов

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одним из наиболее распространенных методов интенсификации добычи нефти и газа. Метод позволяет создавать или расширять систему трещин в продуктивном пласте, тем самым повышая гидродинамическую связь скважины с пластом и увеличивая продуктивность добывающих скважин [2]. В условиях карбонатных коллекторов стандартный пропантный ГРП часто заменяется кислотным гидроразрывом пласта (КГРП). Суть КГРП заключается в закачке кислотного состава под давлением, превышающим давление разрыва горной породы. Кислота, обычно ингибированная соляная кислота (HCl) концентрацией 12–15%, вступает в реакцию с карбонатной матрицей, формируя каналы с неравномерным растворением стенок трещины. Такая неравномерность, или «этчинг», обеспечивает остаточную проводимость трещины после снятия давления без применения твердого расклинивающего агента — проппанта [3].

Постоянное совершенствование технологии ГРП включает разработку новых рабочих жидкостей, методов контроля процесса в реальном времени и специализированного оборудования, что позволяет поддерживать высокую эффективность метода на протяжении длительного времени эксплуатации [4].

Факторы снижения эффективности ГРП и роль виброволнового воздействия

Несмотря на широкое распространение, ГРП не всегда достигает ожидаемого результата. Снижение эффективности метода во времени обусловлено рядом геолого-технических факторов, ключевыми из которых являются: вынос проппанта из трещины, кольматация призабойной зоны пласта неразложившимся гелем и прорыв воды по сформированной трещине [5].

Проблема выноса проппанта особенно актуальна при высоких темпах отбора жидкости, что приводит к снижению проводимости трещины и износу скважинного оборудования. Для борьбы с выносом применяются технологии с использованием специального стекловолокна или проппанта с полимерным покрытием [6]. Кольматация ПЗП остатками гелевой жидкости разрыва также представляет серьезную угрозу продуктивности скважины. Решением служит применение незагрязняющих пласт жидкостей, таких как вязкоупругие системы на основе ПАВ [7]. Прорыв воды по трещине является серьезным ограничивающим фактором для обводненных объектов. Разработан ряд технологий, позволяющих управлять высотой роста трещины и изолировать водоносные прослои, включая применение маловязких жидкостей разрыва и создание проппантных барьеров [8].

Для комплексного решения проблем кольматации и неоднородного охвата ПЗП воздействием предлагается применение виброволнового воздействия (ВВВ) в сочетании с КГРП. Виброволновое воздействие обеспечивает дополнительную очистку призабойной зоны от кольматирующих частиц, активирует систему естественных трещин и улучшает фильтрационные характеристики коллектора [9]. Сочетание двух методов создает синергетический эффект: КГРП формирует разветвленную систему проводящих каналов, а ВВВ — их дополнительную очистку, расширение и углубление [10].

Механизм и технологическая схема КГРП с виброволновым воздействием

Технологическая схема проведения КГРП с ВВВ на ПЗП предусматривает последовательное выполнение нескольких взаимосвязанных операций. На подготовительном этапе в скважину на колонне НКТ спускается компоновка, включающая гидродинамический генератор колебаний, резонатор, пакер с якорем и вставной манометр. При необходимости селективной обработки используется двухпакерная система [11].

Механизм виброволнового воздействия основан на формировании в призабойной зоне поля упругих колебаний. Гидродинамический генератор создает быстропеременные деформации сжатия-разряжения, интенсифицирующие разупрочнение кольматантов и их извлечение из поровых каналов и трещин. Повторяющиеся циклы репрессионно-депрессионного воздействия в поле упругих колебаний ослабляют скелет породы, инициируют образование зародышей новых трещин и способствуют перераспределению остаточных упругих напряжений, что снижает смыкаемость трещин и увеличивает площадь открытых фильтрационных каналов [12].

После изоляции обрабатываемого интервала пакером производится закачка кислотного раствора. Кислота, взаимодействуя с карбонатной породой, создает каналы повышенной проводимости. Виброволновое воздействие, осуществляемое до, во время или после закачки кислоты, способствует более глубокому проникновению кислотного раствора, предотвращает кольматацию и улучшает раскрытие трещин. Это приводит к значительному увеличению проницаемости ПЗП и, как следствие, к росту продуктивности скважины [13].

Критерии подбора скважин-кандидатов для КГРП с ВВВ

Выбор скважин-кандидатов для проведения КГРП с виброволновым воздействием является ключевым фактором успеха. Основные критерии включают: * Тип коллектора: Карбонатные коллекторы с низкой или средней проницаемостью, высокой степенью неоднородности и наличием естественной трещиноватости. * Содержание карбонатов: Порода должна содержать не менее 70% растворимых в кислоте компонентов. * Состояние призабойной зоны: Наличие кольматации, скин-эффекта или других факторов, снижающих продуктивность скважины. * Обводненность: Возможность применения технологий для изоляции водоносных прослоев. * История эксплуатации: Скважины, где традиционные методы интенсификации не дали желаемого результата.

Заключение

Комплексный метод, сочетающий кислотный гидроразрыв пласта и виброволновое воздействие, представляет собой эффективное решение для интенсификации добычи нефти в сложных карбонатных коллекторах. Синергетический эффект этих двух технологий позволяет преодолевать ограничения традиционных методов, значительно повышая проницаемость призабойной зоны, увеличивая зону дренирования и, как следствие, дебит скважин. Дальнейшие исследования и оптимизация параметров воздействия позволят еще больше повысить эффективность данного метода и расширить область его применения.

Список литературы:

1. Дубинский Г. С. Технологии воздействия на карбонатный коллектор с целью ограничения водопритока и интенсификации добычи нефти // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2020. Т. 34. № 1(97). С. 54-62.
2. Иноземцев А. Н. Кислотно-гидравлический разрыв пласта как метод увеличения дебита скважин на Юрубчено-Тохомском месторождении // Neftegaz.RU. 2026. № 5. [Электронный ресурс]. URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/nefteservis/924498-kislotno-gidravlicheskiy-razryv-plasta-kak-metod-uvelicheniya-debita-skvazhin-na-yurubcheno-tokhomsk/
3. Грищенко В. А., Баширов Э. Р., Мухаметшин М. Р., Бильданов В. Ф. Особенности применения проппантно-кислотного гидроразрыва пласта на нефтяных месторождениях Республики Башкортостан // Нефтяное хозяйство. 2018. № 12. С. 120-122.
4. Казинский А. А. Требования к жидкостям разрыва при соляно-кислотной обработке карбонатных коллекторов // Global Science and Innovations. 2023. № 2.
5. Кутукова Н. М. Критерий продуктивности рифейских отложений Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления по комплексу геолого-геофизических данных // Актуальные проблемы нефти и газа. 2019. Вып. 3. С. 1-10.
6. L. Shi et al. Study on Improvement of Acidizing Fracturing Formula in Carbonate Reservoirs // Processes. 2026. Vol. 14. No. 3. P. 563.
7. S. Mohammadi et al. Mechanistic analysis of matrix-acid treatment of carbonate reservoirs // Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Art. 10845705.
8. Ленченкова Л. Е. Увеличение нефтеотдачи в карбонатных пластах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции // Георесурсы. 2026. Т. 28. № 2.
9. Алфаяад А. Г. Х., Валиев Д. З. Анализ методов волнового воздействия на призабойную зону пласта // Цифровая наука. 2021. № 1. С. 34-45.
10. Яковлев А. Л. Комплексная технология повышения продуктивности и реанимации скважин с использованием виброволнового воздействия // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2018. № 4.
11. Иноземцев А. Н. Кислотно-гидравлический разрыв пласта как метод увеличения дебита скважин на Юрубчено-Тохомском месторождении // Neftegaz.RU. 2026. № 5. [Электронный ресурс]. URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/nefteservis/924498-kislotno-gidravlicheskiy-razryv-plasta-kak-metod-uvelicheniya-debita-skvazhin-na-yurubcheno-tokhomsk/
12. Алфаяад А. Г. Х., Валиев Д. З. Анализ методов волнового воздействия на призабойную зону пласта // Цифровая наука. 2021. № 1. С. 34-45.
13. Дубинский Г. С. Технологии воздействия на карбонатный коллектор с целью ограничения водопритока и интенсификации добычи нефти // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2020. Т. 34. № 1(97). С. 54-62.