ТЕХНОЛОГІЯ ВПЛИВУ НА ПРИКЛАДНУ ЗОНУ ПЛАСТА РІДКИМ АЗОТОМ З МЕТОЮ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ВИДОБУТТЯ НАФТИ

Рідкий азот досить широко застосовується у нафтовій промисловості. У цьому роботі пропонується інноваційна технологія підвищення продуктивності пласта шляхом обробки привибійної зони пласта (ПЗП) рідким азотом.

Метод заснований на кристалізації залишкової води в порах при заморожуванні ПЗП і, як наслідок, зміні міжзеренних зв'язків у гірських породах, а також на випаровуванні рідкого азоту в обмеженому просторі, що призводить до підвищення тиску в ПЗП та утворення тріщин у пласті.

Процес обробки ПЗП починається з витіснення зі свердловини рідини глушення продуванням газоподібним азотом (рис. 1, 2, 3, див. додаток). Винесення рідини глушіння з пластовим флюїдом проводиться по насосно-компресорній трубі (НКТ) (діаметром 89 мм) до виходу чистого газу. Залишки рідини в НКТ і забої під пакером задавлюються в пласт за допомогою газоподібного азоту, що подається по колоні НКТ (рис. 4, 5). Потім проводиться охолодження колони НКТ до максимально низьких температур за допомогою рідкого подачі азоту (рис. 6). На наступному етапі реалізації технології проводиться подача пачки рідкого азоту на забій свердловини оброблюваної за схемою «труба в трубі» (рис. 7). Це дозволяє значно знизити витрату рідкого азоту на випаровування за рахунок малої теплоємності внутрішньої труби, а також зменшити температурну напругу у зовнішній трубі, навантаженій, крім того, внутрішнім тиском близько 250 атмосфер. Рух рідкого азоту внутрішньою трубою (НКТ діаметром 48 мм) супроводжується інтенсивним кипінням. Холодний газоподібний азот, що утворюється при цьому, рухаючись зі швидкістю 20-40 м/c, виробляє охолодження внутрішньої труби (це зменшує наступні втрати рідкого азоту) і накопичується у верхній частині затруб'я. З метою доставки пачки рідкого азоту назабій застосовується його продавлювання газоподібним азотом (рис. 8). Після цього проводиться скидання надлишкового тиску в колоні НКТ і замикання клапана-відсікача (рис. 9), що призводить до затримки рідкого азоту на вибої, його нагрівання та подальшого прориву газоподібного азоту в пласт (рис. 10). Операції з доставки та замикання пачки рідкого азоту повторюються з метою більш глибокого заморожування пласта. Цей процес супроводжується появою мікротріщини внаслідок утворення льоду в порах пласта. Під впливом пластового тепла відбувається зворотне розморожування ПЗП. Високий тиск, що досягається в результаті випаровування азоту, може призвести до гідравлічного розриву пласта і подальшої фільтрації азоту системою тріщин в пласт. В кінці циклу обробки температура і тиск робочого агента на вибої вирівнюються з пластовими, проводиться розблокування засувки, що герметизує затрубний простір, відкриття пакера, відбувається декомпресійне скидання тиску і самоочищення пласта в результаті зворотного руху пластових флюїдів (рис. 11). Для повного очищення затрубного простору проводиться його продування газоподібним азотом, що подається колоною НКТ (рис. 12). Цикл обробки повторюється. Після проведення необхідної кількості циклів здійснюються заходи щодо виклику та інтенсифікації припливу.

Компонування колони та гирлового обладнання

Фізичні процеси, що відбуваються при реалізації викладеної технології, досить складні. Деякі кількісні оцінки цих процесів отримано у роботі [1].

Пропонована технологія неодноразово обговорювалася із фахівцями-нафтовиками. Однією з нафтових компаній Західного Сибіру для промислових випробувань надано свердловину, що видобуває, початок яких намічено на весну 2011 року.

Додаток

Етапи технології на малюнках

1. Труба НКТ (діаметр 48 мм).

2. Труба НКТ (діаметр 89 мм).

3. Труба обсадна (діаметр 146 мм).

4. Ділянка перфорації.

5. Вибій свердловини.

6. Продуктивний пласт.

7. Клапан – відсікач.

8. Пакер із механічним якорем.

9. Клапан циркуляційний.

10. Компенсатор температурний.