4.4. Освоение скважин
Освоение скважины – это комплекс технологических работ по:
вызову притока из пласта;
восстановлению (при необходимости) проницаемости породы призабойной зоны пласта (ПЗП);
установлению технологического режима эксплуатации скважины. Освоение скважины – важный этап при подготовке ее к эксплуатации. От
вида и качества проведенных работ при освоении в значительной степени будет зависеть степень гидродинамической связи скважин с пластом, качественная и количественная характеристики профиля притока в скважину, длительность работы скважины без осложнений, надежность функционирования конструкции забоя скважины, надежность и долговечность самой скважины. Выбор технологии освоения скважины должен тесно увязываться с геолого-физической характеристикой пласта, с фильтрационным и напряженным состоянием призабойной зоны. Фильтрационное состояние призабойной зоны формируется в процессе первичного и вторичного вскрытия продуктивного пласта, существенно изменяется при проведении подземных ремонтов скважин, постепенно изменяется в процессе обычной эксплуатации скважин.
Выбор технологии и техники освоения определяется, в основном, состоянием призабойной зоны, величиной пластового давления, местоположением межфлюидальных разделов относительно интервала перфорации, назначением скважины, предполагаемым способом ее эксплуатации. В свою очередь способ эксплуатации добывающих скважин также зависит от величины пластового давления.
Приступать к освоению скважины следует после спуска в нее колонны НКТ и другого необходимого оборудования, установки и соответствующей обвязки устьевой арматуры. Нижний конец (башмак) колонны НКТ в зависимости от конкретных условий может быть установлен в пределах интервала перфорации, а
70
также выше или ниже последнего. Например, более тщательная промывка ствола скважины будет обеспечена, если башмак НКТ разместить в зумпфе скважины.
Устьевая арматура и ее обвязка должны обеспечивать проведение промывки скважины, подключение компрессорных, насосных и других агрегатов, замер давления, температуры и расхода, отбор проб, спуск в скважину различных глубинных приборов, отделение газа от нефти и сжигание отделяемого газа, регулирование работы скважины, направление содержимого скважины в какие-либо емкости или в систему сбора и подготовки продукции скважин на промысле.
Конструктивные особенности устьевой арматуры определяются категорией, назначением и способом эксплуатации скважин.
После спуска в скважину необходимого оборудования, установки и обвязки устьевой арматуры можно приступать к освоению скважины. Вначале следует скважину тщательно промыть с максимально возможной интенсивностью, а затем приступить к вызову притока.
4.4.1. Вызов притока из пласта в скважину
Вызов притока – основная операция освоения эксплуатационных скважин. После перфорации продуктивная толща пласта находится под репрессией столба жидкости или раствора. Это может быть чистая вода, или специально приготовленный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), или буровой раствор. Заполняющие скважину растворы (жидкости) должны быть инертны к металлу обсадной колонны и скважинного оборудования и не должны снижать проницаемость породы продуктивного пласта в околоскважинной зоне, поскольку период времени между перфорацией и освоением может исчисляться сутками, неделями или даже месяцами.
Схема вертикальной скважины, заполненной каким-либо задавочным агентом и ожидающей освоения, показана на рис. 4.6. Величина давления на забое (Рзаб) такой скважины определяется формулой:
Р |
з а б |
|
р |
g Н |
с т |
|
|
|
|
|
,
(4.1)
где р – плотность раствора, заполняющего скважину, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2;
Нст – величина столба раствора, м.
Если скважина имеет сложный профиль (наклонная, горизонтальная и т.п.), то за величину столба следует принять разность между абсолютными отметками глубины положения забоя и глубины положения уровня раствора в скважине. Под глубиной забоя здесь понимается абсолютная отметка плоскости, взятой в пределах интервала перфорации.
В основе применения всех способов вызова притока лежит принцип снижения давления на забое скважины ниже пластового, а также создание такой
71
минимальной величины депрессии, при которой начинается приток из пласта в скважину.
Рис. 4.6. Схематическое изображение скважины перед вызовом притока: 1 – устьевое оборудование; 2 – обсадная эксплуатационная колонна; 3 – колонна НКТ; 4 – перфорированный забой; 5 – зумпф; 6 – продуктивный пласт
Из формулы (4.1) следует, что уменьшение давления на забое скважины может быть достигнуто двумя путями: или снижением плотности раствора, заполняющего скважину, или понижением уровня раствора в обсадной эксплуатационной колонне (уменьшением столба раствора).
Условия вызова притока из пласта существенно влияют как на успешность освоения, так и на дальнейший технологический режим эксплуатации, эффективность и надежность работы скважины. Величина пластового давления, характер и степень снижения проницаемости породы ПЗП, состав и свойства продуктивных пород, степень сцементированности пород, степень неоднородности пласта, состав и свойства флюидов, наличие или отсутствие
72
газовой шапки, подошвенных и посторонних высоконапорных вод, техническое состояние обсадной эксплуатационной колонны и цементного камня – вот те основные факторы, которые следует тщательно рассмотреть при решении вопроса
выборе способа и технологии вызова притока.
промысловой практике нередко наблюдаются случаи, когда в процессе освоения скважин возникают серьезные осложнения и даже аварийные ситуации. Такие наиболее распространенные осложнения, как деформация обсадной эксплуатационной колонны, нарушение целостности цементного камня за колонной, разрушение породы в призабойной зоне, прорыв подошвенных или посторонних (верхних или нижних) вод, открытое неуправляемое фонтанирование скважин, происходят главным образом потому, что технология освоения была выбрана без учета состава и свойств породы-коллектора и насыщающих пласт флюидов, условий залегания нефти, газа и воды, отрицательных последствий условий первичного и вторичного вскрытия пласта и цементирования обсадной эксплуатационной колонны.
Принято выделять следующие основные самостоятельные способы вызова из пласта в скважину:
тартание; поршневание;
последовательная замена скважинного раствора на рабочие агенты (в том числе пены) меньшей плотности;
компрессорный; применение скважинных насосов.