Боротьби з обводненням свердловин

Проектування розробки нафтового чи газового родовища здійсню­ється за даними, отриманими по малій кількості свердловин (на початок розробки), коли багато особливостей геологічної будови родовища і

залягання флюїдів у ньому є невідомими. Тому в подальшому виникає потреба регулювати процес розробки. Як відомо, під регулюванням розробки родовищ розуміють цілеспрямоване підтримування і зміну умов експлуатації покладів у рамках прийнятих технологічних рішень (у ході проектування та в аналізах розробки). Мета регулювання - досяг­нути якомога вищих технологічних (коефіцієнт нафтогазоконденсато-вилучення, темп відбирання нафти і газу) та економічних показників розробки.

Нафтові родовища характеризуються неоднорідністю, розчленова­ністю і переривчастістю продуктивних пластів. Практика розробки багатопластових експлуатаційних об'єктів, судячи з опублікованих робіт, свідчить про низьку ефективність створення таких великих об'єктів. Для підвищення ефективності рекомендується застосовувати цілий комплекс методів регулювання процесу розробки впродовж усього періоду розробки родовища [211].

У початковий безводний період експлуатації найчастіше регулюють режими роботи нагнітальних і видобувних свердловин. Надалі при обвод­ненні продукції свердловин на 70 % добурюють резервний фонд видо­бувних і нагнітальних свердловин, вводять додаткові осередки завод­нення, переносять лінії нагнітання, підвищують тиск запомповування води, змінюють фільтраційні потоки в покладі та ін. На завершальній стадії розробки в широких масштабах проводять ізоляцію обводнених пластів, відключення обводнених свердловин, форсоване відбирання рідини.

Для деяких методів регулювання процесу розробки, які застосо­вуються на родовищах, характерним є недостатнє врахування продук­тивної неоднорідності пластів. Діяння на поклад іноді має локальний характер без достатнього врахування всіх особливостей фільтрації в неоднорідних, гідродинамічно сполучених пластах. Деякі дослідники, захоплюючись ізоляцією обводнених пластів у видобувних свердловинах, недостатньо враховують характер фільтрації в цілому по пласту. Після ізоляції пласта в дуже обводнених свердловинах та в інших, що менш обводнені, зберігаються умови випереджувального вироблення тих же високопродуктивних пластів. Зміною профілю приймальності в нагні­тальних свердловинах внутрішньопластовим осадоутворенням у межах відносного невеликого об'єму привибійної зони недостатньо регулюється подальше просування запомповуваної води за межами цієї зони, і різношвидкісне вироблення пластів об'єкта зберігається. З цим пов'язана, в основному, короткотривалість ефекту від застосування подібних методів.

Тому методи регулювання розробки неоднорідних об'єктів повинні грунтуватися на першочерговому врахуванні продуктивної неоднорідності пластів і носити комплексний характер, не обмежуючись діянням на пласт

тільки в межах привибійної зони видобувної або нагнітальної свердловини [211]. Регулювання процесу розробки необхідно проводити впродовж усього процесу розробки, починаючи від розкриття пластів бурінням і перфорацією, регулювання профілів припливу і поглинання, діянням на пласт у межах фільтраційного поля між нагнітальною і видобувними свердловинами. Регулювання рекомендується проводити з урахуванням змінного гідродинамічного стану в покладі, пов'язаного із зміною пласто­вого та вибійного тисків і градієнтів тиску.

За ознакою зміни системи діяння на поклад методи регулювання можна поділити на методи без зміни системи діяння і з частковою або повною зміною системи діяння.

Повна зміна системи діяння на поклад передбачає, наприклад, перехід із законтурного на внутрішньоконтурне заводнення чи розрізання покладу на окремі блоки, а часткова - добурювання видобувних (нафтових та газових) і нагнітальних свердловин, або повернення свердловин з інших пластів, організацію осередкового заводнення, застосування гідродина­мічних і фізико-хімічних методів підвищення нафтогазоконденсатовилучення тощо. Відзначимо, що раціональна організація заводнення нафто­вого родовища повинна передбачати обгрунтування системи розробки родовища, сітки розміщення свердловин і порядку їх введення в роботу. При здійсненні заводнення не слід допускати значних перепадів тиску між суміжними нафтовим і водяним пластами та необхідно забезпечити рівномірність переміщення фронту заводнення в пластах, які об'єднані в один експлуатаційний об'єкт.

З позицій недопущення передчасного обводнення пластів і окремих свердловин перша група методів регулювання (оптимальне управ­ління) процесу розробки покладу охоплює (рис. 1.21) [109]:

а) оптимізацію режимів відбирання рідини і запомповування води на окремих ділянках покладу і в конкретних свердловинах, а саме в нафтових (газових) свердловинах - збільшення або обмеження відбирання рідини (газу) аж до відключення свердловин, форсоване відбирання рідини (газу), періодична зміна відбирання тощо; у нагнітальних свердловинах - збіль­шення приймальності або обмеження об'ємів запомповування, пере­розподіл тисків запомповування по свердловинах, здійснення періодич­ного або імпульсного запомповування; підвищення тисків нагнітання до певної величини там, де тому сприяють геолого-фізичні умови покладу;

б) усунення непродуктивного запомповування шляхом ізоляції окре­мих перфорованих інтервалів у нагнітальних та видобувних свердловинах; регулювання та розширення профілів приймальності багатопластового розрізу в нагнітальних свердловинах з одночасною інтенсифікацією припливу нафти (газу) у видобувних свердловинах і збільшенням погли-

Рис. 1.21. Методи регулюваннярозробкиродовищ і попередження обводнення свердловин (179)

нання води в нагнітальних свердловинах в інтервали, які недостатньо виробляються (додаткова перфорація, гідророзрив, гідропіскоструминна перфорація, оброблення кислотою, ПАР, розчинниками тощо);

в) створення потокоскеровувальних бар'єрів у міжсвердловинних зонах нафтового (газового) пласта;

г) організацію одночасно-роздільної експлуатації (відбирання, нагні­тання) декількох пластів у одній свердловині на багатопластових нафто­вих (газоконденсатних) родовищах.

Звідси бачимо, що ремонтно-ізоляційні роботи, а саме роботи з ізоляції припливу води і регулювання профілю приймальності, є одним із способів регулювання розробки нафтових і газових родовищ. У результаті змен­шується відбір води із родовища і збільшується кінцеве нафтогазо-конденсатовилучення. Однак у більшості випадків при виконанні робіт з обмеження водоприпливів у свердловинах має місце діяння на пласт тільки в локальній зоні невеликого радіуса (декілька метрів) порівняно з розмірами пласта. Тому водоізоляційні роботи впливають на експлуатацію лише обробленої свердловини або, в кращому випадку, ще й декількох сусідніх свердловин і, як результат, призводять до підвищення ефек­тивності витіснення нафти (газу) на малій ділянці покладу або покращення дренування в околиці обробленої свердловини. Вплив на роботу сусідніх свердловин може відбуватися тільки у випадку великого ступеня інтер­ференції між свердловинами, а це, внаслідок перерозподілу фільтраційних водонафтових потоків між свердловинами, призведе не тільки до змен­шення припливу води і збільшення дебітів по нафті, а й до підвищення ефективності витіснення на значно більшій ділянці покладу.

Водоізоляційні роботи з метою покращення системи розробки нафто­вих (газових) родовищ у цілому доцільно виконувати системно не лише у видобувних свердловинах, але і в нагнітальних, вирівнюючи таким чином фронт витіснення нафти (газу) водою із пласта. Таке системне і, практично, одночасне діяння на продуктивний пласт зі сторони видобувних і, аналогіч­но, нагнітальних свердловин значно підвищує ефективність робіт. Особливо істотно підвищується ефективність робіт, на наш погляд, у результаті ство­рення потокоскеровувальних бар'єрів у міжсвердловинних зонах нафтового (чи газового) пласта (регіонально) шляхом діяння як зі сторони видобувних, так і нагнітальних свердловин, врахувавши профіль розподілу тиску в покладі і локальні депресійні лійки тиску біля окремих свердловин.

Отже, усі методи боротьби з обводненням нафтових і газових свердловин можна розділити на дві групи: методи запобігання обводнення свердловин і методи ізоляції (обмеження) припливу води.

До першої групи методів зменшення відбору води в процесі розробки нафтових і газових родовищ відносимо: а) раціональну організацію завод-

нення; б) раціональну експлуатацію безводних і обводнюваних сверд­ловин, а до другої: а) здійснення водоізоляційних робіт у видобувних свердловинах; б) регулювання профілю приймальності в нагнітальних свердловинах; в) створення потокоскеровувальних (потоковідхилювальних) бар'єрів у міжсвердловиннних зонах пласта.

Раціональна експлуатація свердловин з метою обмеження відбору води передбачає інтенсифікацію відбирання рідини (газу) із безводних свердловин, а також забезпечення своєчасного здійснення заходів з інтенсифікації відбирання обводненої продукції та водоізоляції. Аналогічне діяння маємо в результаті застосування одночасно-роздільної експлуа­тації. При цьому важливо встановити, по-перше, закономірність обвод­нення і, по-друге, можливість ефективного здійснення форсування або водоізоляції для кожної свердловини.

Зменшення язико- і конусоутворення вод можна досягнути оптимізацією технологічних режимів роботи свердловин, а застереження випе­реджувального руху води високопроникним пластом багатопластового родовища - застосуванням методів одночасно-роздільної експлуатації.

Свердловини в покладах з підошовною водою чи у водонафтових (газоводяних) зонах повинні працювати за умови запобігання передчасних проривань води. За наявності у нафтогазонасиченому розрізі непроникних прошарків інтервал перфорації доцільно періодично переносити відносно водонафтового (газоводяного) контакту (ВНК, ГВК): спочатку роз­містити ближче до ВНК (ГВК) під першим непроникним прошарком, а потім послідовно здійснювати перфорацію під наступними вищезалеглими непроникними прошарками після повного обводнення діючих інтер­валів, ізолюючи останні. Це забезпечує пошарове витіснення нафти (газу) водою і зменшення обводненості продукції свердловини.

Розробка нафтових покладів в умовах витіснення нафти водою супро­воджується відбором значних об'ємів пластової води при обводненості до 98 % і більше, тобто до межі рентабельної обводненості продукції свердловин. Тому ще раз наголосимо, що здійснення ізоляційних (ре­монтно-ізоляційних) робіт (PIP) доцільне тільки у випадках передчасного і технологічно не зумовленого обводнення свердловин. Основним призна­ченням PIP слід вважати забезпечення оптимальних умов вироблення пласта для досягнення проектного коефіцієнта нафтогазовилучення.

До видів нераціонального обводнення свердловин відносяться:

1) обводнення свердловин сторонніми (нижніми, середніми, верхніми) водами різними шляхами;

2) обводнення підошовними чи запомповуваними водами, які прони­кають до фільтра свердловини через негерметичний кільцевий простір між експлуатаційною колоною і гірськими породами (тріщини, каверни,

нещільність контактів порода-цементний камінь і цементний камінь-труба);

3) обводнення свердловин запомповуваними чи контурними водами із вузького високопроникного інтервалу всередині товстого продуктивного пласта;

4) обводнення свердловин, що експлуатують декілька пластів, по одному високопроникному, найбільше обводненому пласту.

Обводнювання свердловин нагнітальною водою часто проходить з утворенням язиків обводнення в пласті. У цьому випадку обмеження припливу води призведе до перетікання її в сторону менш проникних ділянок пласта (до деформування контурів язика води), вирівнювання фронту її просування, а відповідно, до підвищення нафтовилучення із цього пласта [179].

Очевидним є те, що коли настало передчасне проривання води, то, ізолюючи ці канали, необхідно одночасно інтенсифікувати приплив нафти із тих інтервалів, які виробляються недостатньо. Такий підхід дасть змогу збільшити поточні дебіти нафти (газу) і підвищити нафто- і газовилучення.

Критеріями доцільності здійснення ізоляції водоприпливів є:

1) нераціональність обводнювання свердловини (вода, що відбира­ється, не бере участі у витісненні та відмиванні нафти чи газу із пласта);

2) природне розмежування обводнювальної і продуктивної зон непро­никною літологічною межею або значним інтервалом анізотропного колектора.

У разі повного або часткового закупорювання шляхів водоприпливів фільтраційні потоки води і нафти (газу) перерозподіляються по товщині і площі пласта, а значить забезпечується підвищення нафтогазовилучення. Зменшення вмісту води в продукції за однакового відбору призводить до зниження вибійного тиску, отже, до збільшення швидкості припливу нафти (газу) і, можливо, до підключення низькопроникних нафтогазонасичених прошарків. Промисловий досвід свідчить, що в більшості випадків у разі селективного обмеження припливу води збільшується приплив нафти (газу) або уповільнюється темп падіння нафтогазовидобутку. Дослід­ження показали, що після закупорювання інтервалів водоприпливів збіль­шується видобуток нафти (газу) із малопроникних пропластків; спосте­режено цікавий випадок збільшення припливу нафти в сусідніх свердло­винах у разі часткового закриття води в дослідній свердловині, хоч дебіт води в ній зменшився лише на 25 %; відмічається також збільшення припливу води в сусідній свердловині [179].

Ідеальною умовою доцільності обмеження припливу запомповуваних вод стосовно випадку обводнення високопроникних пропластків є повне

вироблення пропластка і потім повне селективне закупорювання його тампонажним матеріалом. Однак поки-що немає надійних методів оцінки ступеня вироблення того чи іншого пропластка. Тому, щоб не залишити нафту (газ) у цьому пропластку, необхідно для запобігання припливу вод за наявності непроникних перемичок застосовувати методи, що не приз­водять до незворотного зниження проникності інтервалів водоприпливу. У випадку існування гідродинамічного зв'язку між пропластками (від­сутність перемичок) такої небезпеки немає, оскільки навіть незворотне закупорювання обводненого пропластка на обмежену відстань призведе лише до уповільнення темпу обводнювання, довироблення пласта і збіль­шення відбору нафти (газу) з сусідніх пропластків [179].

Чітке формулювання мети ізоляційних робіт, обгрунтований вибір методу і технології його здійснення може бути виконано тільки за на­явності чітких уявлень про шляхи обводнювання свердловин.