ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН. Освоение скважин
 Скачать 341.48 Kb.
|
|
ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН После заключительных работ по цементированию приступают к работам по освоению скважины, к вторичному вскрытию (перфорация колонны) продуктивных пластов, вызову притока и испытанию скважины. Перед перфорацией эксплуатационная колонна должна быть заполнена той промывочной жидкостью, какая применялась при первичном вскрытии продуктивного горизонта бурением, т.к. она обеспечивала депрессию на пласты (1,5-2 мПа), предупреждающую газо-нефте- водопроявления при вскрытии. В настоящее время применяются пулевые и кумулятивные перфораторы. Имеющие большее распространение, а также гидроабразивное перфорирование. Часто перфорирование проектируется с учетом проведения после него кислотных обработок, гидроразрывов и других мероприятий по интенсификации притока жидкостей и газов. Эффективность различных видов перфорирования зависит от пластовых характеристик. 1. Методы перфорирования скважин 1.1. Пулевое перфорирование Пулевой перфоратор действует по принципу огнестрельного оружия. В его корпусе имеется ряд стволов с камерами.. Рис. 62 Перфорация скважин В каждую камеру закладывают прессованный пороховой заряд и электровоспламенитель, а в ствол - стальную пулю. При выстреле воспламеняется пороховой заряд. Газы, образующиеся при сгорании пороха, создают в камере высокое давление. Под действием этого давления пуля с большой скоростью (до 900 м/сек) вылетает из ствола, пробивает колонну и цементное кольцо и входит в породу, образуя канал для движения жидкости или газа (рис.62). Пулевые перфораторы подразделяются на селективные и залповые. В селективном перфораторе выстрелы производятся отдельными стволами поочередно. Необходимое для этого подключение электроканалов к запальной цепи осуществляется переключающим устройством, управляемым по сигналам с поверхности. Залповый перфоратор стреляет одновременно всеми стволами (или группой стволов). В нем имеется общая запальная камера, в которой устанавливается взрывной патрон. От запальной камеры идет электропроводный канал к всем остальным камерам. Пулевое перфорирование зависит от прочности породы и ее абразивности. Для лучшего вскрытия пласта необходимо, чтобы получаемый при перфорации канал имел возможно большую глубину. Перфораторы с большим поперечным сечением обладают, как правило, большей пробивной способностью. Глубина проникновения пуль в породу может быть различной в пределах 300-500 мм. Число отверстий на 1 пог.м выбирается в зависимости от колонн (ее размеров, толщины стенки труб, их прочности) и крепости пород от 4 до 20. Перфоратор спускают в скважину на кабеле. 1.2. Кумулятивное перфорирование Наиболее широкое применение получил стреляющий кумулятивный перфоратор, в котором используются кумулятивные заряды взрывчатого вещества. Рис.63 Кумулятивный заряд для перфоратора Кумулятивной заряд для перфоратора (рис.63) представляет собой прессованную шашку взрывчатого вещества, в основании которой имеется выемка конической формы. В выемку вставлена металлическая воронка 3. В противоположной от выемки стороне установлен детонатор 2. В момент взрыва заряда продукты взрыва сжимают воронку и в металле возникают очень большие давления, при которых он начинает течь, как жидкость. Образующаяся тонкая струя жидкого металла с большой скоростью (до 10 км/сек) выбрасывается вдоль оси выемки под большим давлением, разрушает преграду и проникает внутрь породы. Кумулятивные перфораторы подразделяются на корпусные и безкорпусные. В корпусном перфораторе заряды смонтированы в герметичном металлическом корпусе по 10, 20 штук. Бескорпусной перфоратор представляет собой сборку зарядов на стальной несущей ленте. При выстреле оболочки зарядов разрушаются. Глубина каналов, образующихся при кумулятивной перфорации больше, чем при пулевой. 1.3. Гидроабразивная перфорация Принцип действия гидроабразивной (пескоструйной) перфорации основан на абразивном разрушении металла труб, цементного кольца и породы струей жидкости, содержащей абразивный материал (песок). Гидроабразивный перфоратор (рис. 64) представляет собой толстостенный стальной патрубок 1, навинченный на НКТ и бурильные трубы, спущенные в эксплуатационную колонну к месту перфорации. В патрубке имеются отверстия, в которые вставлены керамические сопла 2, имеющие диаметр 3-5 мм. На устье скважины к НКТ подсоединяются пескосмесители и цементировочные агрегаты, которые нагнетают в трубы жидкость (воду или нефть) с песком под давлением 15-25 мПа. Рис.64 Гидроабразивный перфоратор Количество песка 250 г на 1 л жидкости. Абразивная смесь, выходя из отверстия с большой скоростью (200- 300 м/сек) в течение 3 мин может создать широкий канал длиной до 1 м. При движении НКТ вверх или вниз можно создавать в колонне и породе щели. Лекция № 35 2. Мероприятия по освоению скважин После перфорации эксплуатационной колонны производят работы по вызову притока флюида из продуктивного горизонта. Для вызова притока надо создать депрессию на пласт, т.е. разность между пластовым и забойным давлением . При перфорации колонна была заполнена промывочной жидкостью, поэтому забойное давление было выше пластового. Для снижения забойного давления промывочную жидкость заменяют на воду с ПАВ, если притока нет, то воду в колонне заменяют на нефть. Если опять нет притока, то уровень нефти в колонне снижают до 800- 1000 м с помощью компрессора или желонки. При компрессорном способе снижения уровня в скважину спускают НКТ с пусковой муфтой ( в муфте трубы просверлено 1-2 отверстия диаметром 3-5 мм) на глубину предполагаемого снижения уровня жидкости в колонне. В затрубное пространство компрессоры нагнетают воздух и отдувают жидкость, тем самым снижая забойное давление. Другим методом вызова притока является свабирование или гидросвабирование. Этот метод заключается в периодическом надавливании на пласт жидкостью с последующим быстрым сбрасыванием давления в скважине. Закономерные значительные по величине градиенты давления, образующиеся при распространении в пласт волны «репрессия-депрессия» разрушают структурные связи эмульсий и отложений в порах призабойной зоны, а большие скорости обратного излива способствуют выносу загрязнений в ствол скважины. При гидросвабировании жидкость в забойной части скважины должна быть совместной с пластовым флюидом, обычно нефть. Рис. 65 Сваб В эксплуатационную колонну спускают НКТ ниже зоны перфорации. На НКТ также спускается сваб (рис.65) - набор - образных манжет. Сваб должен находиться примерно в кровельной зоне пласта. Порядок работ при гидросвабировании следующий: закачать в пласт жидкость по межтрубному пространству в течение 1 минуты при давлении 50 атм. Произвести сброс давления открытием крана на устье и резко натянуть НКТ с изливом жидкости в приемную емкость в течение 1 мин. Затем цикл повторить с закачиванием в пласт до 1 м 3 жидкости и повышая давление после каждого цикла на 30-50 атм, доводя его до максимально допустимого для данной эксплуатационной колонны. По указанному порядку провести до 50 и более циклов с общим расходом жидкости до 20-30 м 3 . Через каждые 10 циклов производить полную промывку колонны. Продолжительность свабирования - до вызова притока. Если притока из продуктивного пласта всеми вышеуказанными методами не получено, то применяют методы интенсификации воздействия на продуктивные пласты. К ним относятся обработка призабойной зоны кислотой - соляно-кислотные обработки и гидроразрыв пласта. 3. Кислотные обработки пластов Кислотные обработки проводятся в продуктивных пластах, содержащих карбонатные материалы. Иногда скважины обрабатываются грязевой кислотой (смесь соляной 8-12% и плавиковой кислот 3-5% с добавками) для очистки стенок от глинистой корки и других загрязняющих материалов. Кислотные обработки могут быть разделены на три основные категории: а) обработки, в которых кислота закачивается непосредственно в пористую среду пласта; б) обработки, в которых кислота приникает в основном в естественные трещины, причем при давлении, меньшим, чем давление гидроразрыва; в) обработки с закачкой кислоты в качестве жидкости гидроразрыва (гидроразрыв без закрепления трещин закрепляющим материалом. Целью обработки первой категории является увеличение проницаемости породы непосредственно в призабойной зоне пласта. При таких обработках кислотный раствор, проникая в поры и поровые каналы продуктивной породы равномерно во всех направлениях от скважины, растворяет карбонаты внутри пор и тем самым увеличивает сечение. Количество растворенного карбоната в каждой поре зависит от расстояния этой поры от стенки скважины, т.к. растворяющая способность уменьшается по мере проникновения в пласт. Скорость реагирования кислоты с карбонатами по мере истощения кислотного раствора замедляется. Когда кислота полностью прореагирует с породой, дальнейшее ее проникновение в пласт не только бесполезно, но и вредно, ибо может начаться выпадение из раствора продуктов реакции, что приведет к закупорке пор породы. Ко второй категории интенсифицирующих кислотных обработок относятся обработки пластов, имеющих естественную трещиноватость. В таких условиях для достаточно полного охвата породы пласта обработкой очень важно закачивать кислотный раствор при давлениях, не допускающих возможность развития (расширения и увеличения протяженности) естественных трещин. Такие обработки применяют для удаления вторичных отложений и частиц разрушенной породы на стенках трещин. Кислота в основном увеличивает пропускную способность призабойной зоны. Проникновение кислотного раствора в этом случае значительно больше, чем в предыдущем. Если давление закачки кислоты превышает давление гидроразрыва, то может иметь место так называемый кислотный гидроразрыв, который и является третьим видом кислотных обработок. Кислотные гидроразрывы проводятся для создания каналов высокой пропускной способности, соединяющих со скважиной отдаленные и часто практически изолированные участки продуктивного пласта. Посредством таких каналов значительно улучшается дренаж пласта. От таких обработок, интенсифицирующих нефтедобычу, получают как бы двойную выгоду: как от гидроразрыва, так и от воздействия кислоты, причем кислота продолжает работать как жидкость разрыва и после своего полного истощения. 4. Гидроразрыв пласта Важным методом интенсификации продуктивного пласта является гидроразрыв пласта (ГРП). При осуществлении ГРП в зоне продуктивного горизонта в стволе скважины создается повышенное давление до 70 мПА, которое разрывает пласт, образуя в нем горизонтальные и вертикальные трещины. Чтобы трещины после сброса давления не сомкнулись, в жидкость нагнетания добавляется песок. Особенно эффективны операции ГРП в скважинах, имеющих низкую продуктивность. Основными требованиями к проведению ГРП являются: 1. Малая продуктивность скважины, не связанная с истощенностью пласта (пластовое давление должно быть достаточно высоким). 2. Низкая проницаемость продуктивного пласта (до 200 милидарси). Гидроразрыв с проницаемостью более 200 мД дает небольшой эффект. Нижним пределом проницаемости призабойной зоны пласта, при которой еще можно получить эффективный ГРП является 1 мД. Технология проведения гидроразрыва пласта следующая: в скважину спускаются НКТ с пером и в ранее перфорированную часть пласта нагнетается под большим давлением жидкость с 20-25% песка. Количество закачиваемой жидкости определяется приемистостью пласта от 5 до 50 м 3 . Песок является закрепляющим средством, чтобы образовавшиеся при ГРП трещины не сходились. В качестве жидкостей для проведения ГРП могут применяться нефть, керосин, дизтопливо и в нагнетательных скважинах вода с ПАВ. Важнейшими свойствами жидкости разрыва являются вязкость и фильтруемость. Для повышения вязкости применяются загустители, гелеобразующие агенты, эмульсии. Добавки, снижающие фильтруемость, делятся на три категории: а) нефтепроизводные асфальтового типа - это асфальтит и асфальтены; б) натуральные или синтетические смолы для снижения фильтруемости жидкостей на водной основе; в) нерастворимые добавки: измельченные скорлупы орехов, растительные волокна, хлопья из пластмассы. Подобранный для ГРП состав нагнетается в пласт по затрубному пространству, если позволяют прочностные характеристики эксплуатационных колонн, т.к. давление ГРП доходит до 50-70 мПа, или по НКТ с применением пакера. ГРП может быть многократным объемным ГРП, когда в одной продуктивной зоне образуется несколько трещин и направленный ГРП с образованием одной трещины, имеющей высокую пропускную способность, для чего делается вырезание в колонне и в призабойной зоне направляющих пазов - надрезов, расположенных вместе предполагаемого образования трещины. После ГРП могут образовываться как горизонтальные трещины по напластованию, так и вертикальные трещины. После получения устойчивого дебита в пределах допустимой обводненности за период испытания скважина сдается промысловикам. |