Возможности ультразвука в нефтедобыче

НАУКА И ТЕХНИКА

Возможности ультразвука в нефтедобыче

Метод акустического воздействия на пласт дискредитирован незаслуженно

Михаил МЕРСОН,
Владимир МИТРОФАНОВ,
(ПермНИПИнефть).
Дарвин САФИН,
(ОАО "ЛУКОЙЛ")

Теоретические исследования использования ультразвука в нефтяной промышленности и результаты промысловых испытаний свидетельствуют, что акустическое воздействие (АВ) является высокоперспективным методом повышения нефтедобычи. Тем не менее, в промысловой практике он используется крайне редко. Метод дискредитирован из-за того, что объекты испытаний избираются недостаточно обоснованно, а это приводит к низкой результативности АВ.

Объективные причины такой ситуации - в отсутствии четких критериев выбора режимов акустического поля с учетом петрофизических свойств пород-коллекторов и технических параметров состояния системы "скважина-пласт" в целом. А субъективные состоят в недостаточной подготовленности промысловых работ по экономическим соображениям, когда в программе мероприятий не предусматриваются гидродинамические исследования до и после воздействия, а также опережающие лабораторные проработки.

Ниже предлагается вниманию краткий обзор выполненных институтом ПермНИПИнефть акустических обработок призабойной зоны пласта (ПЗП) терригенных продуктивных отложений в пределах Предуральского прогиба Пермского Прикамья. В качестве источника акустической энергии использовался разработанный фирмой "Интенсоник и К" преобразователь магнитострикционного типа АВВ-310 на одножильном кабеле.

Проведению промысловых испытаний предшествовали детальные лабораторные исследования изменений фильтрационных процессов под влиянием АВ на моделях конкретных пластов с максимальным соблюдением реальных термобарических условий. Они позволили оценить количественные увеличения коэффициентов вытеснения и фазовых проницаемостей, что стало гарантией успешности использования метода АВ для повышения нефтедобычи терригенных коллекторов данного региона.

Особое внимание было уделено промысловой технологии всех мероприятий по акустическому воздействию в скважине, так как вполне очевидно, что в конечном итоге именно она будет определять эффективность проводимых обработок. На основании анализа данных лабораторных исследований и промысловых испытаний были сформулированы необходимые предпосылки успешности акустического воздействия. К их числу можно отнести:

выбор скважин с учетом основных петрофизических свойств пород-коллекторов и параметров пласта в целом; подготовительные геолого-технические мероприятия; дифференциацию акустической обработки (в зависимости от особенностей перфорированной части пласта) по периодичности и продолжительности при соответствующем депрессионном режиме; гидродинамические исследования до и после АВ.

В качестве критериев эффективности метода были приняты изменения гидродинамических параметров призабойной и удаленной зон пласта, а окончательно - анализ динамики работы скважины в послеакустический период и экономические расчеты.

Далее приводятся конкретные результаты на примере трех скважин Пихтовского, Ольховского и Уньвинского месторождений при постановке АВ в соответствии с изложенным методическим подходом. Скважины насосные, эксплуатируются длительное время, но по исходным параметрам и режимам работы значительно отличаются.

Контрольные гидродинамические исследования надежно подтверждают, что после акустической обработки во всех скважинах значительно улучшились важнейшие параметры призабойной и удаленной зон пласта: мощность работающих пропластиков, проницаемость, гидропроводность и коэффициент продуктивности (см. табл. 1).

Таблица 1. Изменение параметров пласта после акустического воздействия
Объект и время иссле-дований	Количество пропла- стиков, штук	Рабочая толщина, м	Коэффициент продуктив- ности, т/сут·МПа	Гидропро- водность, (призабойная ЗП/ удаленная ЗП), км2Ч Чсм/МПаЧс	Проница- емость, (призабойная ЗП), 103 мкм2	Пьезо- проводность, см2/с	Коэф- фициент закупорки, ед.
Скважина № 174, Пихтовское месторождение:
до АВ	3	7,8	2,6	6,0/8,1	11/15	297	1,34
после АВ	4	10,6	5,9	12,8/13,2	20/21	416	1,03
Изменение, %	+33	+36	+127	+111/+63	+82/+40	+40
Скважина № 266, Ольховское месторождение:
до АВ	1	0,4	0,08	0,16/0,13	3,2/2,6	124	0,81
после АВ	2	1,2	0,33	0,64/0,56	4,2/3,6	180	0,88
Изменение, %	+100	+200	+412	+400/+430	+131/+146	+145
Скважина № 255, Уньвинское месторождение:
до АВ	3	4	4,1	7,9/7,1	10/9	913	0,9
после АВ	3	5,2	7,5	12,7/14,0	21/4	949	1,1
Изменение, %	0	+30	+82,9	+61/+97	+110/+167	+39

На скважине № 266 Ольховского месторождения рост коэффициента продуктивности и увеличение гидропроводности составили соответственно 412 и 400%. Исходя из этих результатов, можно констатировать, что в целом АВ оказывает положительное влияние на пласт. Однако эффект в каждой из скважин сугубо индивидуален. На Пихтовском и Ольховском месторождениях наблюдается улучшение преимущественно призабойной зоны пласта, а на Уньвинском - удаленной. Кроме того, на первых двух месторождениях увеличивается как количество работающих пропластиков, так и эффективная толщина.

Схема рганизации автоматизированного управления НГДУ

Восстановление фильтрационных свойств после АВ по гидродинамическим заключениям в пределах перфорированных частей пластов убедительно подтверждается последующим повышением нефтедобычи. В качестве примера можно привести изменение среднесуточного дебита на скважине № 174 Пихтовского месторождения. До АВ ее среднесуточный дебит составлял 16,9 т, а после АВ он достиг 47,6 т в сутки.

Показатели акустического метода повышения нефтедобычи выгодно отличаются от результатов после обработок растворителем стабикаром, а также гексановой фракцией (ГФ) в комбинации с нитрилотриметилфосфоновой кислотой (НСБ) по средним дебитам, фактической добыче и времени проявления продолжительного эффекта (см. табл. 2). Длительность положительного эффекта после АВ намного больше (на 198%), что, в конечном итоге, обусловило значительное количество добытой нефти и высокую рентабельность метода.

Таблица 2. Сравнение различных методов обработки ПЗП скважины № 174 Пихтовского месторождения
Параметры работы	Значения параметров после различных обработок	Эффективность АВ относительно обработок
	АВ	Стаби- каром	ГФ+НСБ	Стабикаром	ГФ+НСБ
в абсо- лютных единицах	в процентах	в абсо- лютных единицах	в процентах
Средний дебит, т/сут.	47,6	19,1	18,8	28,5	149,2	28,8	153,2
Фактическая добыча, тыс. т	23,507	11,775	0,370	11,732	99,6	23,14	6253
Длитель- ность эффекта, сут.	498	167	34	331	198	464	1365

Полный экономический анализ с учетом затрат на все виды мероприятий в течение всего срока их осуществления свидетельствует о высокой эффективности АВ как метода повышения нефтедобычи (см. табл. 3). Скважина № 174 прошла весь цикл динамики дебитов после АВ длительностью 16,6 месяца, включая рост, стабилизацию и падение до уровня значений перед обработкой. По ней был оценен конечный экономический эффект, который равен 5422,1 тыс. рублей, или 256%. Все затраты по скважине окупились в пределах одного месяца.

Таблица 3. Экономическая эффективность от применения АВ
№ скважины	Дебит, т/сут	Длитель- ность, мес	Прирост нефти, тыс. т	Стоимостная оценка, тыс. руб	Затраты на мероприя- тия, тыс. рублей/%	Экономи- ческий эффект от АВ	Окупае- мость, мес.
до АВ	после АВ
255	1,8	14,5	8	2,75	2262,3	868,3	1394,0/161	1,5
174	7,9	47,6	16,6	19,6	7537,1	2115,1	5422,1/256	<1
266	2,0	3,6	13	0,62	239,0	151,5	87,5/58	8

По скважинам № 255 Уньвинского и № 266 Ольховского месторождений экономический эффект ощущается уже в течение 8 и 13 месяцев соответственно. В настоящее время они находятся в стадии устойчивой добычи, и послеакустический период, а следовательно, и экономический эффект могут ожидаться еще несколько месяцев. Максимальный срок окупаемости - 8 месяцев - имеет самая низкодебитная скважина № 266. Экономическая эффективность по ней равна 87,5 тыс. рублей, или 58% при условии увеличения дебита после АВ только на 1,6 т в суки.

Таким образом, метод АВ при использовании излучателей магнитострикционного типа гарантирует высокую успешность восстановления призабойной зоны пласта. Его можно рекомендовать для сервисных обработок скважин с целью повышения нефтедобычи как высокорентабельной, наиболее простой и экологически чистый.

Литература:

1. Хавкин А.Я., Симкин Э.М., Погосян А.Б., Стремовский Э.В. Эксперементальные исследования особенностей изменения вибровоздействием в глиносодержащих нефтяных пластах // Нефтепромыслвое дело. - 1992. - № 10.

2 Roberts P., Venkitaraman A., Sharma M. Ultrasonic removal of organic deposits and polymer industrits. // Сборник научно-технического симпозиума SPE в Лафаете (США), 14-15.02.1996. - SPE. - № 3129.

3. Носов В.Н., Зайцев Г.С. Интенсификация притока нефти акустическим воздействием на продуктивные пласты // Нефтепромысловое дело. - 1987. -№ 5.

4. Митрофанов В.П., Терентьев Б.В., Матяшов С.В. Влияние акустического воздействия на водопроницаемость и коэффициент вытеснения терригенных коллекторов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. -1996. - № 10.