14. Освоєння і дослідження свердловин

14.1. Освоєння свердловин

Перед пуском свердловини в експлуатацію її гирло герметизують. До експлуатаційної колони приєднують трубну головку і фонтанну арматуру. Експлуатаційну колону перед перфорацією перевіряють опресовуванням на герметичність.

Приплив рідини з пласта можна викликати різними способами залежно від пластового тиску, характеристики пласта, методу його розкриття. Приплив починається тоді, коли тиск стовпа рідини у свердловині менший за пластовий. Тиск на вибій у промисловій практиці найчастіше знижують одним із наступних способів: 1) послідовною заміною глинистого розчину у свердловині рідиною і газорідинною сумішшю меншої густини; 2) зниженням рівня рідини у свердловині за допомогою поршня (сваба) або желонки.

С хема обладнання свердловини для заміни глинистого розчину рідинами меншої густини показана на рис. 14.1. Для промивки на гирлі збирають арматуру і спускають промивні (фонтанні) труби (як правило до фільтра), які залишаються у свердловині при її експлуатації. Спочатку воду нагнітають у міжтрубний простір насосом 2 через відкриту засувку 1. Рідина із свердловини витісняється по трубах через засувку 3 у приймальну ємність 5.

1 – засувка; 2 – насос; 3 – засувка на викидній лінії;

4 – засувка на верхній викидній лінії; 5 – приймальна ємність

Рис. 14.1. Схема обладнання гирла свердловини для виклику припливу

При великому пластовому тиску свердловина починає фонтанувати і при неповній заміні глинистого розчину водою. Фонтанний струмінь після очищення його від глинистого розчину направляють у верхню викидну лінію через засувку 4.

Якщо після промивки не відбувається проявлення пласта, воду у свердловині замінюють на нафту. Цей спосіб виклику припливу дозволяє плавно знижувати тиск на вибій свердловини і поступово розробляти пористий простір пласта у привибійній зоні, що важливо для освоєння свердловин, які відкрили пухкі пласти. При плавному зниженні тиску на вибій запобігається руйнування пухкого пласта.

З начно знизити густину рідини у свердловині можна шляхом одночасного нагнітання в неї води (або нафти) і газу (або повітря). До свердловини крім водяної (нафтової) 6 підводять також газову (повітряну) лінію 4 (рис. 14.2). Спочатку через засувку 7 при закритій засувці на нафтовій лінії нагнітають рідину. Після встановлення циркуляції рідини відкривають засувку на газовій лінії і в свердловину подають стиснений газ (повітря), не перериваючи нагнітання рідини. Газ, потрапляючи разом з рідиною у труби, загазовує її. Кількість газу, що нагнітається поступово збільшують, відповідно зменшується подача у свердловину рідини, і, нарешті, повністю переходять на нагнітання газу.

1 – викид аерованої рідини у приймальну ємність; 2 – викид; 3 – вихід повітря; 4 – надходження повітря; 5 – спускання нафти у приймальну ємність; 6 – надходження нафти; 7 – засувка; 8 – манометр

Рис. 14.2. Обладнання свердловини для промивання її аерованою рідиною

На промислах застосовують також компресорний спосіб виклику припливу. При цьому свердловину промивають водою короткочасно, лише для розрідження глинистого розчину, а іноді і зовсім не промивають. У кільцевий простір компресором нагнітають газ або повітря, який витісняє рідину в центральні труби. Коли рівень в затрубному просторі буде доведений до нижнього кінця труб, газ потрапляє у колону і загазовує рідину, густина суміші знижується, рівень у трубах підвищується до гирла і, нарешті, відбувається викид. При переливі рідини тиск на забій падає і свердловина переходить на фонтанування. Після цього компресор відключають.

При компресорному способі виклику припливу різко знижується вибійний тиск, що супроводжується посиленим надходженням рідини і газу із пласта. В умовах пухких порід це призводить до руйнування пласта, виносу піску в свердловину, що сильно ускладнює її експлуатацію. В умовах стійких порід компресорний спосіб дозволяє швидко освоїти свердловину.

Іноді приплив викликають поршнюванням (свабуванням). При цьому у фонтанні труби на сталевому канаті спускають поршень (сваб), що забезпечений клапаном, який відкривається вгору. При спуску сваба клапан відкривається і пропускає рідину, при підйомі – закривається і стовп рідини, що опинився над поршнем, виноситься на поверхню. Багаторазові спуски і підйоми поршня призводять до поступового зниження рівня рідини у свердловині.

Якщо очікується, що свердловина буде фонтанувати, поршнювання проводять через фонтанну арматуру. Істотним недоліком цього методу є необхідність працювати при відкритому гирлі, що пов'язано з небезпекою викиду рідини і можливістю аварій. Тому останнім часом поршнювання застосовується переважно при освоєнні нагнітальних свердловин.

При освоєнні свердловин з низьким пластовим тиском іноді застосовують збудження тартанням за допомогою желонки. Це довге вузьке відро з клапаном у днищі, яке спускають у свердловину на сталевому канаті. Багаторазовим спуском желонки свердловину очищають від бруду, і стовп рідини в ній поступово замінюється нафтою, що надходить із пласта.

Крім згаданих методів виклику припливу застосовують також деякі різновиди і комбінації цих методів. Наприклад, поршнювання з підкачкою повітря в кільцевий простір, компресорний з періодичною зміною (розрідженням) тиску, підкачкою нафти і т. п.

Після початку експлуатації свердловині дають можливість самоочиститись. Стовбур і привибійну зону фонтанних свердловин очищають від бурового бруду при відкритому фонтануванні через викидну засувку гирлової арматури. Після цього свердловину досліджують на приплив і, встановивши норму видобутку, здають в есплуатацію.

Освоєння нагнітальних свердловин полягає в очищенні пористих каналів привибійної зони і свердловини від бруду і дрібних часток породи, які можуть закупорити пори пласта при нагнітанні води. Буровий бруд із пласта і свердловини видаляють посиленим тривалим дренуванням пласта з наступним ретельним інтенсивним промиванням свердловини водою, призначеною для нагнітання.

Дренують пласт в основному тими ж методами, що і під час виклику припливу рідини у нафтових і газових свердловинах: поршнюванням (свабіюванням), компресорним ліфтом, відкачуванням рідини потужними глибинними насосами (як правило електроцентробіжними).

Накопичений досвід показує, що майже усі нагнітальні свердловини добре віддають воду, але при нагнітанні не завжди поглинають її в необхідних кількостях. Це пояснюється закупоркою пор пласта механічними домішками, що знаходяться у стовбурі свердловини. Тому для успішного нагнітання води в пласт необхідно ретельно очистити від бруду не лише привибійну зону, але й увесь стовбур свердловини.

При очищенні привибійної зони пласта спостерігають за кількістю механічних домішок, що містяться в пластової воді, яка витягується із свердловини; коли їх кількість стає меншою 0,5 – 1 г/м³, приступають до ретельної промивки водою, призначеною для нагнітання в пласт. Рекомендується промивати свердловину з максимально можливою інтенсивністю (2000 – 2500 м³/добу). У процесі промивки також спостерігають за кількістю механічних домішок, що заходяться у воді, яка виходить із свердловини. Промивання припиняють, коли вміст механічних домішок не перевищує 1 – 2 мг/дм³, а кількість заліза – 0,5 мг/дм³. Після цього переходять до нагнітання води в пласт.

Існує безліч методів очищення свердловин від бруду: обробка стовбура соляною кислотою, свабування з безперервною подачею води, що містить антикорозійні добавки, в кільцевий простір, установка пакера над пластом і т. п. Пакер закриває доступ забрудненій воді з кільцевого простору до вибою свердловини, дає можливість збільшити депресію на пласт при свабуванні і звільнити обсадну колону від подальшої дії високого тиску у процесі нагнітання води в пласт.

Іноді причиною поганої поглинальної здатності нагнітальних свердловин є низька проникність порід привибійної зони, значна кількість глинистого матеріалу у породі і наявність глинистих пропластків. Для збільшення прийомистості таких нагнітальних свердловин застосовують різні методи підвищення проникності привибійної зони.