Селективное заканчивание скважин
.pdfВведение
Проблемы качественного и эффективного вскрытия продуктивных пластов, выбора типов и рецептур буровых растворов и жидкостей для глушения скважин, крепления скважин с использованием тампонажных растворов, не ухудшающих характеристики продуктивных пластов, т.е. весь комплекс проблем по закачиванию скважин остаются не до конца решенными, хотя за последние годы усовершенствовались техника и технология для заканчивания скважин. Созданы новые эффективные материалы, уверенно внедряются научные достижения в производство, сделан шаг вперед по оценке качества скважины как эксплуатационного объекта.
1.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Общая и геологическая часть
1.1 Общая и географическая характеристика района работ
забой скважина пласт колонна В административном отношении Камовская площадь расположена на
территории Российской Федерации в Эвенкийском Автономном Округе Красноярского края. По географическому положению район расположен в юго-западной части Западно-Сибирского плоскогорья в правобережной части бассейна реки Подкаменная Тунгуска, вблизи реки Чуня. Рельеф местности неоднородный, с абсолютными отметками высот от +400 до +626 м. Для сельскохозяйственных целей угодья не используются в виду отдаленности и заболоченности. Промышленные предприятия на территории работ отсутствуют. В сейсмическом отношении район работ характеризуется как мало сейсмический. Территория обжитая. Местность залесенная, труднодоступная для всех видов транспорта.
Климат района работ резко-континентальный с умеренно-холодной продолжительной зимой и коротким теплым летом. Продолжительность периода со среднесуточными температурами ниже 0° С составляет 180 суток в году. Температура воздуха среднегодовая -7° С, наибольшая летняя в июле +35°С, наименьшая зимняя в январе -63°С. Максимальная глубина промерзания грунта 1,5м. Срок действия зимников 120 суток (середина декабря - середина апреля). Среднегодовая скорость ветра Ю-В 2,5м/сек., С-З 2,9м/сек., наибольшая скорость ветра 20 м/сек. Среднегодовое количество осадков 518мм. Продолжительность отопительного периода в году 263 дня.
Расстояние до ближайшего населенного пункта п.Богучаны 260км. Основным средством для доставки грузов зимой является авто- и авиатранспорт, летом из-за отсутствия дорог только авиатранспорт. Водных транспортных путей нет.
Для перевозки рабочего персонала от п.Богучаны до рабочего объекта используют вертолеты. От пункта сбора г. Красноярск до п.Богучаны
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
используют авто- и железнодорожный транспорт. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Байкит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
Куюмба |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Северо-Енисейский |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
176 |
53 |
Юр-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ом-10 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
Действующий зимник |
||||
|
|
|
|
|
3 |
0 |
Юр-5 - Ангарский (363 км) |
||||
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
8 |
2 |
|
|
|
|
|
Кам-1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 |
- |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
2 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
43 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пересечение профилей |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
П/б Брускон |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
81.106.88 - 69.57.84 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
Заледеево |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п. Ангарский |
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
Ледовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
переправа |
||
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
||
Енисейск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
82 |
46 |
|
|
|
|
|
Богучаны |
|
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Лесосибирск 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
Абалаково |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Карабула |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
5 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
автомобильные дороги |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
круглогодичного пользования |
А/п Емельяново |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зимник |
Красноярск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Железные дороги |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-81 |
|
|
авиамаршруты |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кам-1 |
|
|
проектируемая скважина |
|
|
Рис .1. Обзорная карта ведения работ. |
||||||||||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts |
|
|
|
|
|
1.2 Геологические условия
Литолого-стратиграфический разрез Камовской площади представлен в табл. 1.1.
|
Таблица 1.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина залегания, м |
Стратиграфическое подразделение |
|
Коэффициент |
||
|
|
|
|
|
кавернозности |
от |
|
до |
название |
индекс |
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
7 |
0 |
|
10 |
Четвертичные отложения |
Q |
|
|
|
|
Кембрий |
О |
|
|
|
|
Средний-верхний |
О2-3 |
|
10 |
|
315 |
Эвенкийская св. |
О2-3 ev |
1,30 |
|
|
|
Нижний-средний |
О1-2 |
|
315 |
|
600 |
Ангарская+оленчиминская |
О1-2аn+ol |
1,30 |
600 |
|
690 |
Долериты |
|
|
690 |
|
865 |
Ангарская+оленчиминская |
О1-2аn+ol |
1,30 |
|
|
|
Нижний отдел |
О1 |
|
865 |
|
955 |
Булайская св. |
О1bul |
1,25 |
955 |
|
1280 |
Верхнебельская п/св |
О1bls2 |
1,25 |
1280 |
|
1530 |
Нижнебельская п/св |
О1bls1 |
1,20 |
1530 |
|
1990 |
Усольская св. |
О1us |
1,20 |
1990 |
|
2030 |
Долериты |
|
|
2030 |
|
2070 |
Усольская св. |
О1us |
1,20 |
|
|
|
Венд-нижний кембрий |
V-О1 |
|
2070 |
|
2120 |
Тэтэрская |
V-О1ttr |
1,15 |
|
|
|
Венд |
V |
|
2120 |
|
2175 |
Собинская |
V sb |
1,15 |
2175 |
|
2215 |
Катангская |
V ktq |
1,15 |
2215 |
|
2230 |
Долериты |
|
|
2230 |
|
2255 |
Катангская |
V ktq |
1,15 |
2255 |
|
2300 |
Оскобинская |
V os |
1,10 |
2300 |
|
2320 |
Ванаварская |
V vn |
1,10 |
2320 |
|
2500 |
Рифей |
R |
1,10 |
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Стратиграфический разрез Камовской площади является типичным для условий Центральной Сибири.
1.3 Характеристика газонефтеводоносности месторождения
Продуктивный пласт залегает на глубине 2150-2360 метров в Рифейских отложениях, со следующими характеристиками:
коллектор неустойчивый, однородный; |
|
||
тип коллектора - каверно-порово-трещинный; |
|
||
плотность флюида: в пластовых условиях |
0,85 г/см3 |
||
после дегазации |
0,82 |
г/см3 |
|
содержание по весу: серы |
0,41% |
|
|
парафина |
|
2,84% |
|
ожидаемый дебит |
190 |
м3/сутки |
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
2. Снование и проектирование конструкции скважины
2.1 Обоснование конструкции эксплуатационного забоя
Под конструкцией эксплуатационного забоя понимается конструкция низа эксплуатационной колонны в интервале продуктивного пласта.
Каждая конструкция забоя характеризуется определенными параметрами, которые обуславливают режим эксплуатации залежи с учётом физико-механической характеристики пород коллектора, их фильтрационных свойств и геолого-технических условий залегания продуктивного пласта. В тоже время выполнение всех требований нередко противоречит рациональной технологии заканчивания скважины, направленной на сохранение коллекторских свойств пласта и обеспечение гидродинамического совершенства скважины. Поэтому, наряду с преимуществами того или иного способа заканчивания скважины, любая из конструкций забоев не лишена и определённых недостатков.
Кглавным факторам, определяющим не только конструкцию забоя, но
иеё конкретный вид, относятся: тип коллектора и степень его однородности, степень устойчивости пород призабойной зоны, наличие или отсутствие близко расположенных к продуктивному объекту напорных горизонтов, подошвенных вод или газовой шапки; проницаемость пород продуктивного пласта.
Устойчивость призабойной зоны можно рассчитать по формуле [1]:
,
где коэффициент Пуассона, ( = 0,3);
средняя плотность вышележащих пород кг/м3, =
кг/м3;
Н - расстояние от устья до кровли продуктивного пласта, м, (Н=2340м) Рпл- пластовое давление, МПа; Рпл=24,12МП
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Pз - давление столба жидкости на забой скважины, МПа; з=ρgh где g-ускорение свободного падения, м/с2;
p-плотность пластового флюида, кг/м3;
h-минимальная высота столба пластового флюида при эксплуатации м; h=2500-1000м=1500, где 2500-проектная глубина, 1000-расстояние до
уровня жидкости в колонне при окончании эксплуатации с учетом требования заказчика;
g=9,8 м/с2, p=850 кг/м3, h=1500 м;
Па Pз=12,5 МПа
σсж - предел прочности горных пород при одноосном сжатии, МПа; σсж=30МПа, для песчаника
Исходя из расчётного значения неустойчивости коллектора и с учетом того, что нефтеносный пласт 2150-2360 м имеет подошвенные воды и так как коллектор неоднородный выбираем конструкцию закрытого забоя. В этом случае при бурении скважины выбираем следующий способ вскрытия продуктивного пласта: перебуриваем продуктивный пласт на 70 метров, не перекрывая предварительно вышележащие породы специальной колонной обсадных труб, затем спускаем обсадную колонну до забоя, цементируем. Для сообщения обсадной колонны с продуктивным пластом её перфорируем.
Схема конструкции эксплуатационного забоя скважины приведена на рисунке
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1
2
3
6
4
5
Рис.1
Схема конструкции эксплуатационного забоя :
1 - обсадная колонна; 2 - цементный камень;
3 - вешележащая горная порода; 4 - нефтяной пласт;
5 - водяной пласт;6-перфорационные отверстия
2.2 Совмещенный график давлений
Результаты расчёта коэффициентов
Интервал, м |
|
РПЛ, МПа |
|
РГР, МПа |
|
Ка |
КГР |
ρпж |
От |
До |
От |
До |
От |
До |
|
|
|
0 |
315 |
0 |
2,7 |
0 |
4,4 |
0,87 |
1,42 |
0,96 |
315 |
865 |
2,7 |
9,3 |
4,4 |
13,3 |
1,09 |
1,57 |
1,2 |
865 |
955 |
9,3 |
9,6 |
13,3 |
14,2 |
1,02 |
1,52 |
1,12 |
955 |
1530 |
9,6 |
15,9 |
14,2 |
23,2 |
1,06 |
1,55 |
1,11 |
1530 |
2070 |
15,9 |
22,8 |
23,2 |
32,3 |
1,12 |
1,59 |
1,18 |
2070 |
2320 |
22,8 |
22,5 |
32,3 |
34,1 |
0,99 |
1,5 |
1,04 |
2320 |
2500 |
22,5 |
23,3 |
34,1 |
36 |
0,95 |
1,47 |
0,99 |
2.3 Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска
1.Направление спускается на глубину 0-20м с целью перекрытия слабоустойчивых, рыхлых пород четвертичного возраста и верхней части эвенкийской свиты. Цементируется до устья.
2.Кондуктор. Спускается в более плотные отложения подошвенной части эвенкийской свиты, с целью перекрытия вскрытых зон осложнений. Принимается глубина спуска кондуктора 370м. Кондуктор цементируется до устья.
. Промежуточная колонна. Интервал установки 0-2080м. Спускается в плотную часть отложений тэтэрской свиты с целью перекрытия всех соленосных отложений и зон возможных поглощений промывочной жидкости в отложениях нижнего кембрия, а так же исходя из того,что
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
скважина газовая. Промежуточная колонна цементируется до устья.
. Эксплуатационная колонна. Интервал установки 0-2500м. Спускается с целью изоляции и качественного испытания продуктивных отложений венда и возможно продуктивных отложений рифея. Высоту подъема цемента, по правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности для газовых скважин перекрытия башмака предыдущей колонны принимаем не менее чем на 300м, определяется 1880м.
Выбор интервалов цементирования
В соответствии с требованиями правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности проектируются следующие интервалы цементирования:
1. кондуктор цементируется до устья, разобщая водоносные горизонты этой части разреза, перекрывая зоны обваливающихся горных пород, прихватоопасные зоны, зоны поглощения бурового раствора (0 - 370м);
2.Промежуточная колонна. Интервал установки 0-2080м. Спускается в плотную часть отложений тэтэрской свиты с целью перекрытия всех соленосных отложений и зон возможных поглощений промывочной жидкости в отложениях нижнего кембрия, а так же исходя из того,что скважина газовая. Промежуточная колонна цементируется до устья.
. Эксплутационная колонна. Интервал установки 0-2500м. Спускается с целью изоляции и качественного испытания продуктивных отложений венда и возможно продуктивных отложений рифея. Высоту подъема цемента, по правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности для газовых скважин перекрытия башмака предыдущей колонны не менее чем на 300 м, определяется 1880м.
Расчет диаметров обсадных колонн
Исходя из прогнозируемого дебита скважины (190 м3/сут.) для
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
эксплуатационной колонны проектируем трубы диаметром 168 мм с наружным диаметром муфты 188 мм (по ГОСТ 632-80).
1. Диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну определяется по формуле:
Dд1 = Dм1 + 2δ = 188+25 = 213 мм (1)
где Dм1 - наружный диаметр муфты для данной обсадной колонны,
мм;
2δ - радиальный зазор для свободного прохода колонны в скважину при спуске, мм (при Dм1 = 188мм, 2δ принимаем равным 25 мм).
Номинальный диаметр долота по ГОСТ 20692-75 DД1н=215,9 мм
2. Внутренний диаметр промежуточной колонны определяется по формуле:
d2 = DД1н + 2 D = 215,9 + 2Ч5 = 225,9 мм (2)
где D - радиальный зазор, необходимый для свободного прохода внутри данной колонны долота для бурения под следующую колонну,
мм(D = 5 мм).
Всоответствии ГОСТ 632-80 принимаем обсадную колонну с наружным диаметром 245 мм с Dм2 = 270 мм.
3.Диаметр долота под промежуточную колонну определяем по формуле (1), где 2δ принимаем равным 25 мм:
Dд2 = 270+25 =295 мм.
В соответствии с ГОСТ 20692-75 принимаем долото диаметром 295,3мм.
4.Внутренний диаметр кондуктора определяем по формуле (2):
d3 = 295,3 + 2Ч5 = 305 мм.
В соответствии ГОСТ 632-80 принимаем обсадную колонну с наружным диаметром 324 мм с Dм3 = 351 мм.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts