Применение ОПЗ с отклонителем

Савельев К.Ю., Фудашкина М.В., Хисматуллин Д.Г., Булатов Р.И., Вилков М.Н.


ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»

В 2023 году на объектах предприятия N, в том числе при участии коллектива авторов, были внедрены обработки призабойной зоны с потокоотклоняющим составом, чему предшествовало теоретическое обоснование проведения данного вида обработок. Выполнен анализ эффективности предлагаемой технологии, приведено экономическое сравнение ОПЗ с потокотклоняющим составом и стандартной ОПЗ. Выделены критерии и признаки скважин-кандидатов для обработок с потокотклоняющим составом, проведен анализ влияния факторов на прирост дебита после проведения мероприятия при помощи алгоритма машинного обучения — метода случайного леса, который был реализован на языке Python.
Введение
Эффективная разработка месторождений во многом зависит от оптимальности режимов работы добывающих и нагнетательных скважин. Под оптимальным режимом работы скважин понимается эксплуатация с режимами, соответствующими потенциальным возможностям пласта при полном охвате его процессом фильтрации.
По ряду причин, фактические режимы работы скважин, зачастую, ниже оптимальных. Одной из возможных причин является снижение абсолютной и фазовой проницаемости призабойной зоны пласта вследствие ее загрязнения различного рода кольматантами. С целью достижения оптимального режима работы закольматированных скважин выполняются мероприятия по обработке призабойной зоны (ОПЗ).
На месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» для ОПЗ используются различные составы/технологии. Условно их можно разделить на три категории: кислотная (стандартная) ОПЗ, обработка бескислотными реагентами и воздействие физическими методами.
В процессе кислотной или бескислотной ОПЗ в пласт закачивается химический состав с последующим освоением продуктов реакции, или рассеиванием их по пласту.
При физическом методе ОПЗ производится спуск специального оборудования до глубины интервала воздействия, после чего осуществляется обработка импульсами высокого давления, акустическими волнами и пр.
В данной работе рассматривается опыт проведения стандартных кислотных обработок, а также ОПЗ кислотными составами с дополнительной закачкой составов-отклонителей.
Стандартная ОПЗ включает в себя следующий набор последовательных операций: закачку кислотного состава в пласт, продавку, реагирование, освоение/рассеивание. Рассмотрим методику проведения стандартной ОПЗ более подробно:
  1. На первом этапе выполняется закачка кислотного состава в насосно-компрессорные трубы (НКТ), при этом затрубное пространство оставляют открытым. Объем состава не должен превышать объем НКТ.
  2. Далее происходит закачка в НКТ оставшегося кислотного состава при закрытом затрубном пространстве.
  3. Затем выполняется нагнетание продавочной жидкости в пласт при закрытой запорной арматуре.
  4. Состав выдерживается в коллекторе на реагирование.
  5. По окончании времени реагирования бригада приступает к освоению скважины при помощи струйного насоса, свабирования, компрессирования, либо выполняется рассеивание продуктов реакции по пласту.
Проблемы стандартных ОПЗ
Проблема неравномерной выработки запасов упоминается в научной литературе различными авторами [1–7]. С целью равномерной ОПЗ неоднородных по проницаемости коллекторов разработаны специальные составы-отклонители.
Под отклоняющим составом понимается реагент-эмульсия с потокоотклоняющими свойствами, способная изменять свои реологические свойства, повышая вязкость как при взаимодействии с пластовыми флюидами, так и при смешивании с компонентами технологии, применяемая для временного блокирования высокопроницаемых интервалов и последующей закачки кислотного состава. Следующая за отклонителем кислота отклоняется от наиболее проницаемых пропластков в связи с временной их изоляцией.
Наиболее часто в научной литературе упоминаются проблемы стандартных ОПЗ в наклонно-направленных скважинах (ННС), при этом, проведение ОПЗ по стандартной технологии сопровождается также рядом осложнений в скважинах с горизонтальным окончанием (ГС):
  • отсутствие направленного воздействия. При стандартной «слепой» ОПЗ фильтрация кислотного состава происходит по наиболее проницаемым (раннее работавшим) интервалам, при этом, другие интервалы объекта остаются не охваченными кислотным воздействием;
  • использование недостаточных объемов кислотных составов. При проведении ОПЗ с 2017-2022 г. объемы кислотных составов варьировались от 6 до 17 м3, удельный объем — от 0,02 до 0,77 м3/м. Данного объема недостаточно для полного охвата протяженных интервалов ГС;
  • отсутствие по большинству скважин исследований на профиль притока, не позволяет качественно планировать ОПЗ, а именно выбирать целевые интервалы воздействия и минимизировать риски недостижения планируемой эффективности — исключать из плана работ интервалы, обработка которых может привести к росту обводненности продукции. Даже при наличии исследований, ОПЗ по стандартной технологии не позволяет обеспечить селективность обработки, поскольку проводится «вслепую»;
  • отсутствие дизайнов обработок. При планировании ОПЗ в ГС целесообразно производить качественную оценку рисков роста обводненности: анализ контактных запасов объектов, объемы накопленной закачки жидкости от нагнетательных скважин, учет прорывов в промытые зоны при закачке больших объемов химических реагентов.
Таким образом, проведение ОПЗ в ГС по стандартной схеме нерационально, так как не позволяет в полной мере восстановить потенциальный режим работы данных скважин.
Опыт внедрения составов-отклонителей на месторождениях предприятия N
Геологическое строение залежей на месторождениях предприятия крайне изменчиво, однако по ряду месторождений отмечаются предпосылки для проведения ОПЗ с применением состава-отклонителя. Объекты имеют сложное геологическое строение пластов: линзовидно-мозаичное строение, наличие тектонических нарушений, зон замещения, выклинивания, литологических окон внутри залежей, высокая степень зональной и послойной неоднородности, слабая связанность коллекторов, наличие подстилающей воды.
В 2023 году на месторождениях были внедрены обработки с отклонителем по технологии SkMax (СК «Максимум»). В работе проведен анализ эффективности обработок по данной технологии.
Последовательность проведения обработок с отклонителем в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах представлена на рисунках 1, 2.
Рис. 1. ОПЗ с отклонителем в ННС

Рис. 2. ОПЗ с отклонителем в ГС

В настоящее время, тиражирование ОПЗ с применением состава-отклонителя на месторождения других предприятий компании осложнено недостаточной статистической выборкой, вследствие чего не представляется возможной достоверная оценка эффективности ОПЗ по данной технологии: доля скважин, в которых выполнены ОПЗ с отклонителем на месторождениях за 2023 год, оценивается в 26 %, что составляет 3 % от общего количества скважин на месторождениях
ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь».
Предлагается увеличение объема обработок с отклонителем с 3 до 25 % к 2027 году с постоянным мониторингом и контролем эффективности.
Моделирование в Python
Для оценки влияния факторов на прирост дебита после проведения мероприятий дополнительно использовался алгоритм машинного обучения — метод случайного леса, который был реализован на языке Python. Принцип данного алгоритма основан на построении множества деревьев решений со случайной выборкой данных и случайным множеством признаков. В конечном итоге определяется вес каждого признака на основе его влияния в каждой итерации деревьев решений.
База данных для анализа была собрана по результатам проведения мероприятий по ОПЗ с отклонителем на объектах разработки N, B, K.
В качестве факторов для оценки были выбраны геолого-физические характеристики объектов разработки и технологические показатели (табл. 1).
Табл. 1. Факторы, выбранные для оценки влияния на прирост после проведения мероприятия
По результатам проведенной оценки из перечня проанализированных факторов наиболее значимыми являются:
  • песчанистость;
  • отклонение проницаемости;
  • базовый дебит жидкости;
  • накопленная добыча жидкости.
Необходимо отметить, что на данный момент количество объектов, на которых проведены ОПЗ в текущей конфигурации не так велико, и в дальнейшем будет проводиться уточнение количественной оценки с учетом дополненной базы данных.
В итоге с учетом качественной и количественной оценки были выделены следующие признаки скважин, подходящих для обработок с отклонителем:
  1. Скважины с неоднородным коллектором;
  2. Скважины, имеющие базовую обводненность более 75–80 %;
  3. Скважины, имеющие риск повышения обводненности в результате интенсификации водоносных пропластков. На данных скважинах, как правило, наблюдается исторически более высокая обводненность, чем в настоящее время;
  4. Скважины с ожидаемым дебитом жидкости более 10 м3/сут. Нет необходимости во временной кольматации пропластков перед обработкой на скважинах с ожидаемым низким дебитом жидкости;
  5. Горизонтальные скважины с МГРП. Раннее в работе было показано, что проведение ОПЗ в горизонтальных скважинах по стандартной схеме нерационально.
При этом для реализации технологии скважина-кандидат должна соответствовать следующим критериям:
  • нефтенасыщенная толщина пласта не менее 3,5 м;
  • наличие остаточных запасов не менее 1 тыс. т/га;
  • текущее пластовое давление не менее 50 % от первоначального;
  • пластовая температура не более 90 °С;
  • соответствие конструкции скважины требованиям к проведению ОПЗ, техническим и технологическим возможностям для применяемого оборудования.
Специалистами Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени был проведен анализ, в результате которого был сделан вывод о том, что проведение ОПЗ без привлечения бригад по текущему ремонту скважин, т.е. обработок, которые выполняются без проведения спуско-подъемных операций, в том числе без операций по освоению не снижает наработку по ЭЦН [8].
В таблицах 2, 3 приведены первые результаты эффективности ОПЗ с отклонителем на наклонно-направленных и горизонтальных скважинах действующего фонда по обработкам СК «Максимум» за 2023 год.
Табл. 2. Оценка эффективности ОПЗ с отклонителем на наклонно-направленных скважинах действующего фонда

Табл. 3. Оценка эффективности ОПЗ с отклонителем на горизонтальных скважинах действующего фонда

Как правило, обработки без отклонителя проводятся при относительно небольшой обводненности — так, как видно из таблицы 2, средняя обводненность обработок без отклонителя на наклонно-направленных скважинах действующего фонда в 2023 г. составила 46 %.
Исходя из данных таблицы видно, что обработки с отклонителем являются эффективными ГТМ на скважинах с высоким базовым уровнем обводненности. Видно, что в сопоставимых условиях по обводненности в ННС после ОПЗ с отклонителем входной прирост дебита нефти на 10 % выше по сравнению со стандартными ОПЗ, также наблюдается меньший рост обводненности (2,3 % против 4,2 %).
Удельный прирост дебита нефти в сопоставимых условиях у обработок с отклонителем выше на 33 %, что говорит о большей стабильности эффекта. По данным таблицы 2 видно, что как при сопоставимых базовых условиях, так и при общем сопоставлении обработки с отклонителем позволили достичь сравнительно лучших показателей эффективности.
Исходя из данных таблицы 3, на ГС обработки с отклонителем позволили добиться более высокого входного прироста дебита нефти, однако удельный прирост дебита нефти оказался ниже. Рекомендуется продолжить обработки с отклонителем на горизонтальных скважинах до получения представительной выборки. С учетом небольшой выборки на текущий момент не представляется возможным сделать выводы об успешности обработок на горизонтальных скважинах.
Технико-экономическое обоснование
Были проведены экономические расчеты сравнения стандартных ОПЗ с обработкой с отклонителем. Результаты отражены в таблице 4.
Отмечается, что обработка с отклонителем имеет меньшую стоимость относительно стандартной ОПЗ. Общая стоимость стандартных обработок с учетом цены работы бригады КРС выше стоимости обработок с отклонителем на 8,6 %. Это связано с тем, что извлечение продуктов реакции не предусмотрено технологией проведения ОПЗ с отклонителем, т.к. высокая вязкость отклонителя не позволяет проводить освоение.
Табл. 4. Сравнение стоимости стандартных ОПЗ и обработки с отклонителем

Савельев К.Ю., Фудашкина М.В., Хисматуллин Д.Г., Булатов Р.И., Вилков М.Н.

ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», Когалым, Россия

kirill.saveliev2@lukoil.com
Данные об эксплуатации добывающих скважин. Информация о геологическом строении, выявление характерных особенностей разреза пласта.
обработка призабойной зоны, кислотные обработки, состав-отклонитель, неоднородный коллектор, кольматация
Савельев К.Ю., Фудашкина М.В., Хисматуллин Д.Г., Булатов Р.И., Вилков М.Н. Применение состава с отклонителем для обработки призабойной зоны пласта // Экспозиция Нефть Газ. 2024. № 6. C.106 –110. DOI: 10.24412/2076-6785-2024-6-106-110
23.09.2024
УДК 622.276.63
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-6-106-110
Рекомендуемые статьи
Добыча
Прогнозирование структуры газожидкостного потока
Определение продольных профилей объемного содержания жидкой фазы вдоль ствола вертикальной скважины
Добыча
Снижение неопределенности гидродинамических моделей двойных сред
Предложен метод определения параметров (сжимаемости и пористости) модели двойной среды (поровой матрицы и системы трещин) на основе известных параметров модели одинарной среды (объединение поровой матрицы и системы трещины)
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88
office@runeft.ru