нефть. сибирский федеральный университет институт нефти и газа

• Название: сибирский федеральный университет институт нефти и газа
• Анкор: нефть
• Дата: 06.12.2021
• Размер: 0.97 Mb.
• Имя файла: suhonina_n.v._vankor.docx
• Тип: Анализ; #293779
• страница: 6 из 8

Выбор оптимального способа механического крепления пласта

Основными положениями для успешного контроля выноса мехпримесей являются следующие критерии:

1. 
   В скважину должны выноситься незакрепленные мелкие частицы (fmes),находящ,иеся в порах (обычно илистые частицы глины);
   
2. 
   Вынос основных породообразующих частиц (sand) должен быть предотвращен;
   
3. 
   Средства контроля песка должны поддерживать продуктивность скважины;
   
4. 
   Затраты на установку и необходимые внутрискважинные работы и обработки должны окупаться в разумные сроки.
   

Основные шаги по выбору типа заканчивания скважины:

1.Правильный отбор керна и представительный анализ на гранулометрию;

2.Выбор типа оборудования и его характеристик;

3.Оценка продуктивности скважины;

4.Оценка влияния оборудования заканчивания на продуктивность и работу;

скважины;

5.Оценка рисков;

6.Расчет экономической эффективности применения оборудования.

Одним из основных методов анализа породы коллектора с целью выбора подхода к контролю пескопроявлений является гранулометрический анализ керна, который предусматривает определение количественного содержания частиц различных размеров в породе. Гранулометрический состав определялся в узком диапазоне (1,0-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1; 0,1-0,01; > 0,01) мм.

Для определения размера частиц отбирается образец керна, а затем проводится определение фракционного состава. Фракционный состав, необходимый для анализа размеров частиц, преимущественно определяется ситовым методом ( ГОСТ 12536-79). В соответствии с лабораторной методикой проэкстрагированный и высушенный образец дезинтегрировался и обрабатывался 10%-ным раствором соляной кислоты для удаления карбонатов. После этого бескарбонатная порода очищалась от глинистой фракции, затем высушивалась и рассеивалась на ситах. Кроме этого, на эксплуатационных скважинах определение процентного содержания частиц различной крупности, входящих в состав горной породы, проводилось методом светового сканирования с помощью лазерного анализатора размера частиц. В соответствии с лабораторной методикой проэкстрагированный и высушенный образец дезинтегрировался и обрабатывался 10%-ным раствором соляной кислоты для удаления карбонатов. Исходя из результатов, были получены данные распределения, которые позволяют определить диапазон размеров частиц керна, а также визуально оценить, какой диаметр щели (сетки) фильтра необходим. В результате были получены графики зависимости размера частиц для Насоновской свиты, для Долганской свиты , что отражено на рисунке 3.8 и 3.9.



Рисунок 3.8 - Зависимость размера частиц от накопленного веса для Насоновской свиты


Рисунок 3.9 -Зависимость размера частиц от накопленного веса для


Насоновской свиты



В ходе осреднения гранулометрических данных по свитам, была получена осреднённая кривая, которая представлена на рисунке 3.10





Ра шер частиц, мкм




Рисунок 3.10 - Зависимость осреднённых значений размеров частиц Насоновской и Долганской свит

Накопленный вес %



В таблице 3.3 представлен анализ частиц зёрен разного диаметра.

Таблица 3.3 - Анализ частиц разного диаметра

Пласт	Ош	О 40	Djo	D90	D95	D40/D90 (коэфф нцнент однород ностн)	Содержа нне мелких ф ракцнн мкм), %
Насон	195	130	115	30	20	4	13
Долган	225	130	100	5	5	26	30

Исходя из полученных данных, можно воспользоваться базовой матрицей для подбора типа заканчивания, в которых собраны рекомендации по подбору типа заканчивания, что отражено в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Базовая матрица для подбора типа заканчивания (D Tiffin, 1998 г.)

Коэффициен т сортиров. D10/D 95	Коэффициент однородности D40/D90	Содержание мелких фракций (< 44 мкм), %	Рекомендуемый тип заканчивания	Примечания
< 10	> 3	< 2	любой тип фильтра	хорошо отсортированный песчаник
< 10	< 5	< 5	сетчатый, проволочный фильтр, гравийная набивка	умеренно отсортированный песчаник, содержание мелкодисперсных частиц выше
< 20	< 5	< 5	гравийная набивка, расширяемые фильтра	при отсутствии слоистости и прослоев
< 20	< 5	< 10	гравийная набивка, расширяемые фильтра	плохо отсортированный песчаник

Имея данные гранулометрического состава по свитам, рассчитаем значения по базовой матрице для подбора типа заканчивания и определим рекомендуемый.

Насоновская свита:

Коэффициент сортированности D10/D95=195/20=9.75

Коэффициент однородности D40/D90=130/30=4.33

Содержание мелких фракций (< 44 мкм), %= 13

Долганская свита:

Коэффициент сортированности D10/D95=225/5=45

Коэффициент однородности D40/D90=130/5=26

Содержание мелких фракций (< 44 мкм), %=30

Согласно базовой матрицей для подбора типа заканчивания. Определяем, что для Насоновской свиты рекомендуется использовать сетчатый, проволочный фильтр и гравийную набивку. Для данной свиты характерен умеренно отсортированный песчаник , содержание мелкодисперсных немного выше нормы.

Для Долганской свиты рекомендуется применять гравийную набивку в горизонтальном стволе и многослойные сетчатые фильтры. Для данной свиты характерен очень плохо отсортированный песчаник. Рекомендуется увеличить площадь контакта скважины с пластом.

Наиболее широкое применение на Ванкорском месторождении имеют проволочные фильтры. Проволочный фильтр имеет широкое применение не только на Ванкорском месторождении, но и в целом по миру.

Схема фильтра показана на рисунке 3.11.



Рисунок 3.11 - Схема компоновки фильтра

Основным элементом компоновки является секция фильтра, состоящая из трубчатого перфорированного силового корпуса. Секция фильтра представлена на рисунке 3.12.

1. 
   - два продольных шва замка, выполненных пайкой;
   
2. 
   - стингеры;
   
3. 
   - проволочная набивка;
   
4. 
   - трубчатый перфорированный силовой корпус;
   
5. 
   - резьбовые канавки для укладки с гарантированным зазором проволочной навивки;
   
6. 
   - соединительная муфта.
   

Рисунок 3.12 - Секция фильтра проволочного однослойного

Технология оборудования скважин вставными забойными фильтрами предусматривает операции:

1. 
   Промывку песчаной пробки и шаблонирование
   

эксплуатационной колонны.

2. 
   Установку у нижних отверстий перфорации цементного мост
   

1-2 метра.

3. 
   Спуск НКТ до середины интервала перфорации и подготовка
   

обвязки устья скважины к закачке в пласт фильтрующего материала (ракушечника).

4. 
   Закачку в пласт по НКТ фильтрующего материала в смеси с
   

нефтью (вязкость 0,2-0,3 Па»с) до давления гидроразрыва пласта (ГРП).

5. 
   Присоединение фильтра к НКТ и спуск его на забой
   

Проволочные фильтры имеют несложную конструкцию и высокую фильтрующую способность как для хорошо отсортированного песчаника, так и для умеренно отсортированного песчаника.

Применение проволочных фильтров позволяет:

• 
  при соблюдении методики подбора щелевого зазора создать крепкий скелет пласта, а также избежать забивания фильтрующего элемента и существенно увеличить срок эксплуатации колонны скважинных фильтров;
  
• 
  увеличить производительность работы скважины и отдачу пласта;
  
• 
  сохранить структуру пласта, предотвратить обвалы, размывание;
  
• 
  увеличить проницаемость пласта и укрепить структуру пласта;
  
• 
  осуществлять эффективную фильтрацию флюида;
  
• 
  снизить износ скважинного оборудования.
  

Цена проволочного фильтра начинается от 120тыс рублей. По экономической составляющей - это самое выгодное решение.

Еще одним вариантом, рекомендованным к использованию на скважинах Ванкорского месторождения, является сетчатый фильтр. Рассмотрим однослойный сетчатый фильтр.



Рисунок 3.13 - Конструкция однослойного сетчатого фильтра

На базовую трубу намотан дренажный слой сетки с крупными отверстиями для распределения потока. Затем намотан основной фильтрующий элемент. Минимальная ячейка - 50 мкм. Сверху находится защитный кожух. Базовая труба имеет отверстия. К достоинствам таких фильтров относят:

• 
  высокая площадь притока (15-30 %);
  
• 
  высокая устойчивость к эрозии;
  

Недостатки:

• 
  сложность изготовления;
  
• 
  один фильтрующий элемент;
  
• 
  необходимость образования вокруг фильтра;
  
• 
  устойчивого каркаса породы;
  
• 
  трудности с промывкой при заиливании.
  
• 
  относительная дороговизна данных фильтров: от 4000 до 7000 $ за 10 м. в зависимости от производителя
  

И последний из рассматриваемых и предложенных методов, это гравийная набивка в сочетании с фильтром, рассмотрим принцип его работы. Рисунок 3.14 показывает, как устроен данный фильтр.



Рисунок 3.14 - Конструкция забоя ГС с использованием фильтра и гравийной набивки

Перед спуском хвостовика забой расширяется. После спуска фильтра в заколонное пространство намывается гравий или другой материал (песок, проппант, ракушечник и т.д.).

Достоинства такого фильтра очевидны, это укрепление стенок скважины, хорошие фильтрующие свойства, высокий коэффициент продуктивности, минимальная скорость движения жидкости.

К недостаткам можно отнести сложность установки гравийной набивки в ГС большой протяженности; очень дорогое решение для скважин большой протяженности, нет возможности последующей селективной изоляции, возможность обрушения породы и засорения фильтров во время намывки, много дополнительного оборудования при установке.

Для оценки влияния гравийного фильтра на продуктивность скважины в качестве критерия принята величина отношения продуктивностей,

характеризующая степень совершенства вскрытия продуктивного горизонта.

ОП=Qф/Qn=1n(Rk/Rc)/(1n(Rk/Rc)+S),

где Qф- фактический дебит скважины

Qn-потенциальный дебит скважины

Rk-радиус контура питания скважины, м.

Rc-радиус скважины,м.

S-скин-эффект,который вычисляется по формуле:

8=(1/0ф-1)1п^ф^сф),

где Rф-радиус гравийного фильтра

Rсф-радиус скважинного фильтра

вф-коэффициент восстановления проницаемости гравийного фильтра, определяемый из соотношения:

вф=Кф/Кп ,

где Кф, Кп- коэффициенты газопроницаемости гравийного фильтра и соответственно газового коллектора.

Технико-экономическая эффективность результатов внедрения разработанных кварцевых песков при освоении скважин с намывом гравийного фильтра обусловлена:

1. 
   Отсутствием дополнительных затрат на чистку и промывку песчаных пробок.
   
2. 
   Снижением потерь в суточной добыче газа от проекта разработки в связи с ограничениями по дебиту скважин из-за выноса пластового песка.
   

Экономическая эффективность от применения кварцевого песка для намыва гравийных фильтров достигается за счет следующего:

1. Исключаются затраты на очистку призабойной зоны пласта промывкой песчаных пробок .

2.Увеличиваются дебиты скважин после установки гравийных фильтров с использованием кварцевого песка.

Годовой экономический эффект от внедрения кварцевого песка для гравийных фильтров рассчитывается по формуле:

Э = [(С1-С2) + (Ц-Зуп) Q]A, где

С1 -затраты на очистку от песчаных пробок, С2 - стоимость крепления призабойной зоны с установкой гравийного фильтра; Ц - оптовая цена за одну тысячу м³ газа; Зуп - условно-переменные расходы на одну тысячу м³ газа; А - объем внедрения скважин,

Q- дебиты скважин после установки гравийных фильтров .

Проведём расчёт для одной скважины, взяв средние значения затрат от пробок и стоимости крепления призабойной зоны с установкой гравийного фильтра. C1= ((1200- 120000)+(130,5-39,42)*1200))=-9504 тыс руб

Следовательно, данный метод, хоть и высокоэффективный, но нерентабельных в связи с высокой стоимостью установки.