Повышение эффективности обработки призабойной зоны карбонатного низкопроницаемого пласта

В работе рассматривается проблема повышения эффективности эксплуатации скважин путем обработки призабойной зоны (ОПЗ) карбонатного низко- и сверхнизко-проницаемого пласта, отягощённого АВПД и высокими температурами. 

Опубликовано:

РОЭК, Москва, октябрь 2023

ISBN 978-5-9651-1489-4

Авторы:

Непоп Р.К., ООО «ПетроГМ», Институт Геологии и Минералогии СО РАН; 

Стародубов В.А., Смирнов Н.Ю., ООО «ПетроГМ»

Резюме

В работе рассматривается проблема повышения эффективности эксплуатации скважин путем обработки призабойной зоны (ОПЗ) карбонатного низко- и сверхнизко-проницаемого пласта, отягощённого АВПД и высокими температурами. Соляно-кислотная обработка (СКО) карбонатных коллекторов является одним из основных инструментов повышения эффективности эксплуатации скважины, а керновые исследования используются в качестве отправной точки для понимания фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) карбонатных низкопроницаемых трещиноватых коллекторов и в оценке их изменения под влиянием СКО.

Проведен анализ типичных иерархических уровней, с которыми приходится иметь дело в отрасли при решении разнообразных задач в процессе разработки месторождения углеводородов. Детально рассмотрен карбонатный трещиноватый коллектор в контексте определения ФЕС породы и их масштабируемости.

Рис. 1. Типичные иерархические уровни, с которыми приходится иметь дело в отрасли при решении 
разнообразных задач при проведении исследовательских работ и разработке месторождений 
углеводородов. 

Результаты этого анализа использованы при проведении керновых исследований, включавших в себя эксперименты по оценке кинетики реакции в термобарических условиях и связанной с ней разработкой композиции кислотного раствора; оценке механизмов травления; исследования ФЕС на образцах различного размера, результаты которых дают представление о масштабировании изучаемых явлений в системе стандартный – полноразмерный керн – скважина – месторождение. Для понимания процессов, происходящих на последних двух иерархических уровнях необходимо привлечение дополнительной информации о характерных неоднородностях геологической среды, которая при изучении низкопроницаемых трещиноватых карбонатных коллекторов может быть получена при использовании геомеханического подхода и построении модели DFN.

Рис. 2. Сравнение ФЕС горной породы, измеренной на стандартных и полноразмерных образцах в 
атмосферных – левая точка каждого отрезка, и квазипластовых (75% от эффективных напряжений) 
условиях – правая точка каждого отрезка.

Разработка дизайна эксперимента, подразумевающего проведение СКО с последовательным применением различных флюидов, была призвана не допустить нарушения внутренней структуры тестируемых низкопроницаемых карбонатов. Для учета эффекта масштаба и перехода от лабораторных к полевым условиям производился анализ результатов экспериментов на стандартных, кубических и увеличенных пробах, полноразмерных образцах в различных барических (от атмосферных до 125% пластовых) условиях. Проведено масштабирование в системе керн-скважина, геомеханическое моделирование и ранжирование типов обработки (СКО, КГРП и т.д.) и стимуляции определенных интервалов в зависимости от характера трещиноватости (наличие трещин и их раскрытость).

Рис. 3. Характер изменения пористости и проницаемости горной породы, измеренной на 
полноразмерных образцах в атмосферных и барических условиях при нагружении, 
соответствующему 25%, 50%, 75%, 100% и 125% от эффективных пластовых напряжений. 

В результате исследований были доработаны существующие программы ОПЗ и показана определяющая роль систем микротрещин/трещин и связанной с ней пористость/проницаемость для эффективности площадного охвата и дальнейшей эксплуатации. Получена увязка для обоснованного перехода в системе керн – скважина и оценка эффективности воздействия на пласт. Изучено взаимодействие кислотной композиции с породой и ее зависимость от множества факторов, включая концентрацию кислоты, ее количество, термобарические условия, наличие ПАВов и ингибиторов и т.д.

Результаты подтвердили определяющее влияние СКО на ФЕС низкопроницаемых карбонатных пород. Характер изменения и значительное (на порядки) увеличение проницаемости определяет кратное увеличение продуктивности в интервалах с пористостью менее 1% и высокой трещиноватостью, и меньшее увеличение продуктивности в интервалах с более высокой пористостью, но недостаточной или закрытой трещиноватостью.

Полный текст статьи вы можете получить на сайте РОЭК по номеру статьи.
Или напишите нам, и мы расскажем вам об этой проблематике подробней.