5 Розкриття продуктивних пластів з низькими пластовими тисками

При розкритті пластів з аномально низькими пластовими тисками з вико­ристанням для цього звичайних крапельних промивних рідин є небезпека не тільки глибокого проникнення у пласт фільтрату, але і поглинання самою рідиною під впливом великого диференційного тиску. Відомо багато випадків, коли із таких пластів, забруднених увібраним глинистим розчином, не вдавалось взагалі отримати нія­кого припливу.

Зменшити небезпеку забруднення та підвищити якість розкриття пластів з низькими коефіцієнтами аномальності можна, якщо у про­цесі буріння підтримувати рівновагу між тиском у свердловині та пластовим тиском, а при дуже низьких коефіцієнтах аномальності — навіть від’ємний диференційний тиск. Якщо коефіцієнт аномальнос­ті пластового тиску знаходиться у діапазоні , рівновагу тисків можна забезпечити навіть при використанні для про­мивки крапельних рідин (на вуглеводневій основі). Якщо ж , для підтримання рівноваги тисків доводиться використовувати аеровані промивні рідини, піни або газ (повітря). При рівновазі тисків попереджується можливість поступлення у пласт промивної рідини та її фільтрату, але не виключається можливість всмоктування її водної основи під дією капілярних сил та осмотичного тиску. Зви­чайно, можливий ступінь зниження проникності для пластової рідини при цьому суттєво зменшується. І все ж його необхідно врахову­вати і склад водної основи вибирати так, щоб негативний вплив вказаних факторів звести до мінімуму.

Застосування аерованої рідини. Найширше використовують аеровану воду, мінералізовану з метою зменшення осмотичного тиску. Ос­новний метод аерації — змішування повітря, що нагнітається у лінію обв’язки свердловини компресорами, з водою, яка подається у неї буровими насосами.

Підтримання рівноваги тисків можна забезпечити шляхом регу­лювання об’ємного витрачання рідкого дисперсійного середовища та ступеня його аерації (тобто відношення об’ємного витрачання по­вітря при нормальних умовах до об’ємного витрачання рідкого сере­довища). Так як у процесі розбурювання продуктивного пласта у промивну рідину поступають також вуглеводневі гази, частково газування рідини відбувається безпосередньо у свердловині, і це необхідно враховувати при регулюванні подачі компресорів.

Застосування піни. Піни є своєрідною аерованою рідиною. У аерованій воді повітря знаходиться у вигляді великих бульбашок, які легко рухаються відносно рідкого середовища. Така система термодинамічно дуже нестійка: навіть при короткочасній зупинці циркуляції вона швидко розпадається на окремі компоненти: повітря швидко рухається вверх, а рідке середовище стає майже повністю дегазованим.

Своєрідність піни полягає, по-перше, у тому, що в їх склад входить чотири або п’ять компонентів (повітря, вода, піноутворюючі ПАР, тверді частинки вибуреної породи, часто — стабі­лізуючі ПАР, які сприяють підвищенню стійкості); по-друге, повітря (газ) присутнє у вигляді дрібних бульбашок, які рівномірно розподіляються в усьому об’ємі та розділені тонкими рідинними плівками; по-третє, полярні групи ПАР сильно гідратовані і утворюють на поверхні водяних прошарків своєрідний каркас, який надає піні стійкості, тобто здатності тривалого існування повіт­ряних бульбашок у нерухомому середовищі, протидіє коалесценції бульбашок, виділенню із піни основної маси повітря та відстоюван­ню дегазованого дисперсійного середовища.

Так як стійкість піни значно вища стійкості аерованої води, реальний вміст повітря (газу) у піні при однаковому ступені аера­ції вище. Тому тиск, який створюється піною, на стінки свердлови­ни менший, ніж при промивці аерованою водою. На рисунку 5.1 приведено графік розподілу тисків по глибині свердловини при промивці водою (крива 1), аерованою водою при ступені аерації рівному 40 (крива 2), та піною з тим же ступенем аерації при концентрації сульфанолу 0,1% (крива 3); витрачання рідкої фази у всіх випадках однакове. Зі збільшенням глибини різниця тисків, які створюються потоком аерованої води і потоком піни при однаковому ступені аерації і витрачанні дисперсійного середовища, збільшується. Ця різниця при інших рівних умовах збільшується зі зменшенням витрачання дисперсійного середовища.

Рисунок 5.1 — Графік розподілу тисків по глибині свердловини при промивці водою, аерованою водою та піною

Так як піна має більшу стійкість і містить більшу кількість повітря, дегазація її складніша, ніж аерованої води або звичайно­го газованого глинистого розчину. Для руйнування піни та видален­ня газу потрібні високопродуктивні дегазатори. Дегазації піни сприяє також дроселювання потоку у штуцері, який встановлюється на викиді із свердловини.

Застосування газоподібних агентів. При розбурюванні продуктивних пластів з дуже низькими коефіцієнтами аномальності, а також пластів з низькою проникністю або насичених високов’язкою нафтою для видалення шламу із вибою можна успішно використовувати повіт­ря (газ). У цьому випадку дякуючи від’ємному диференційному тиску зовсім не забруднюється, а у свердловину у процесі буріння при­пливає пластова рідина. Для запобігання утворення вибухово небезпечної суміші повітря з пластовими вуглеводнями у повітряний потік вводять водний розчин піноутворюючих ПАР. Гирло свердловини герме­тизують відповідними превенторами.

Багатовибійні свердловини. На нафтових родовищах з аномаль­но низьким пластовим тиском, з поганими колекторськими властивос­тями, з високою в’язкістю нафти приплив до свердловини можна сут­тєво підвищити, якщо кратно збільшити поверхню фільтрації. Для цього із основного стовбура свердловини бурять декілька бічних стовбурів, спрямовуючи їх нахилено або майже горизонтально по продуктивному пласті. Довжина бічних стовбурів коливається від де­кількох десятків до декількох сотень метрів.

Розрахунки показують, що дебіт свердловини, пробуреної в од­норідному за колекторськими властивостями пласті, може збільшуватись у 2 рази і більше, якщо сума довжин бічних стовбурів та­кого ж діаметра, як і основний, буде дорівнювати 10-20% радіуса зони живлення. На рис. 5.2 показано графік залежності відносного дебіту багатовибійної свердловини від віднос­ної довжини бічних стовбурів у продуктивному пласті. Під віднос­ним дебітом розуміють відношення дебіту багатовибійної свердловини до дебіту свердловини такого ж діаметра без бічних стовбу­рів. За відносну довжину прийнято відношення суми довжин бічних стовбурів до радіусу зони живлення. У багатьох випадках приріст дебіту буває навіть значно більшим.

Кількість бічних стовбурів залежить від конкретних умов тієї частини продуктивного пласта, в якій споруджується свердло­вина. Якщо продуктивні пласти на родовищі не сильно виснажені попередньою експлуатацією, горизонтальні проекції бічних стовбу­рів розміщують звичайно так, щоб рівномірно дренувати зону жив­лення. Якщо ж родовище сильно виснажене або колекторські власти­вості дуже неоднорідні за потужністю та по площі, доводиться вра­ховувати і відповідно регулювати довжину, кількість та профіль бічних стовбурів, спрямованих у той чи інший бік.

Необхідно зауважити, що через складність робіт по примусо­вому викривленню бічних стовбурів, порівняно низьких швидкостей буріння, а також через те, що важко запобігти прориву сторонніх вод до продуктивного пласта багатовибійні свердловини споруджують в основному у тих випадках, коли інші методи інтенсифікації припливу нафти неефективні [3].

Рисунок 5.2 — Графік впливу кількості та відносної довжини бічних стовбурів на відносний дебіт багатовибійної свердловини. Цифри біля кривих означають кількість бічних стовбурів