Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти введение в специал

На поисковом этапе работы направлены на создание необходимых условий для прироста разведанных запасов нефти и газа.

На разведочном этапе проводится подготовка месторождений к разработке, при которой подсчитываются промышленные запасы нефти и газа.

4.1. Виды, методы поисковых и разведочных работ на нефть и газ

Целью поисково-разведочных работ является выявление, оценка запасов и подготовка к эксплуатации залежей нефти и газа.

Выделяют четыре вида поисково-разведочных работ: геологические, геофизические, гидрогеохимические, бурение и исследование скважин. Геологические съемки выполняются в ходе полевых работ, где изучаются пласты горных пород, выходящие на дневную поверхность, их состав и свойства. При камеральных работах строят геологические карты и геологические разрезы местности. Геологическая карта – это проекция выхода горных пород на дневную поверхность.

К геофизическим исследованиям при поисково-разведочных работах относят сейсморазведку, электроразведку и магниторазведку.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн.

Волны могут создаваться взрывом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м или с помощью вибратора. Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова. Чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли. Отраженные сейсмические волны улавливаются сейсмоприемниками. После расшифровки графиков специалисты определяют глубину залегания пород и углы их наклона.

41

Принципиальная схема размещения оборудования для сейсморазведки представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема размещения оборудования при проведении сейсморазведочных работ: 1 – источникисейсмическихволн; 2 – приемники; 3 – отраженнаяволна; 4 – преломленная волна; 5 – передвижная сейсморазведочная станция

Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Породы, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а породы, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью. Через стержни сквозь грунт пропускается электрический ток. Также в грунт вставлены электроды, ведущие к измерительному прибору, с их помощью исследуется созданное электрическое поле. Высокое электросопротивление является косвенным признаком наличия в них нефти или газа.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. В зависимости от состава горных пород, наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Магнитомеры чаще всего устанавливают на самолеты. Аэромагнитная съемка позволяет выявить антиклинали на глубине до 7 км.

42

4.2. Разведочное бурение и исследование скважин

Бурение скважин применяют с целью определения глубины залегания, толщины нефтегазоносных пластов и оконтуривания залежей. В процессе бурения отбирают керн – цилиндрические образцы горных пород, залегающих на различных глубинах. По керну определяют нефтегазоносность, нефтегазонасыщенность пород, их состав и физические свойства. После завершения бурения скважины исследуют геофизическими методами (каротаж скважин).

К наиболее распространенным геофизическим исследованиям скважин относят электрический, радиоактивный, акустический каротажи.

Электрокаротаж – наиболее распространенный способ исследования скважин. Он позволяет определять электрические свойства пород, пройденных скважиной. Результаты измерений представляются в виде электрокаротажных диаграмм. Расшифровывая их, определяют глубины залегания проницаемых пластов с высоким электросопротивлением, что указывает на наличие в них нефти или газа.

Весь комплекс поисковых, разведочных, геофизических работ производится для подготовки нефтяных и газовых месторождений к промышленной эксплуатации и оценки месторождений, т.е.

кподсчету балансовых запасов.

ВПермском крае основные геологоразведочные работы ООО

«ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» сосредоточены в Соликамском, Красновишерском, Частинском, Уинском и Октябрьском районах. Самая высокая плотность распределения углеводородного сырья на территории Пермского края сконцентрирована в центральной зоне Соликамской депрессии, в частности в нефтеперспективных объектах, выделенных под площадью Верхнекамского месторождения калийных со-

лей [22].

43

При проведении поисковых работ на лицензионных участках применяется весь спектр современных геологических и геофизических методов (аэромагнитная и аэрокосмосъемка, гравиразведка, площадная и детальная сейсморазведка, структурно-параметрии- ческое и поисково-разведочное бурение). Особый акцент делается на комплексном подходе при использовании данных методов, анализе и интерпретации полученных результатов.

С целью обеспечения полного цикла исследований от бурения поисковой скважины и создания сейсмогеологической модели перспективного объекта до геолого-гидродинамического моделирования открытых месторождений и залежей в едином информационном пространстве в 2008–2010 гг. на базе ООО «ПермНИПИнефть» организованы Центр исследования керна и пластовых флюидов, Центр сейсмических исследований и Центр коллективного ситуационного анализа.

Успешность поисково-оценочного бурения ООО «ЛУКОЙЛПЕРМЬ» в Пермском крае составляет 100 %, несмотря на высокую степень освоения начальных суммарных ресурсов (НСР). Это достигается, во-первых, выбором наиболее перспективных направлений с привлечением результатов научно-исследовательских работ с учетом сложившихся представлений о геологическом строении района и концентрацией на них геологоразведочных работ (ГРР); во-вторых, повышением качества подготовки структур за счет комплексирования сейсморазведки со структурно-параметри- ческим бурением, расширением районов применения сейсморазведки 3D.

44

5. ПОНЯТИЕ О СКВАЖИНЕ. ВИДЫ СКВАЖИН

Скважина – цилиндрическая горная выработка, соединяющая один или несколько продуктивных пластов с дневной поверхностью. Создается в массиве горных пород с помощью различных приспособлений без допуска работающих внутрь выработки, характеризуется длиной (глубиной), во много раз превышающей диаметр этой выработки.

Вскрытие продуктивного пласта в процессе бурения (строительства) скважины называют первичным. Сообщение пробуренной и обсаженной скважины с продуктивным пластом путем перфорации называют вторичным вскрытием.

Освоение добывающей скважины включает подготовительные, перфорационные работы и мероприятия по вызову притока нефти (газа) из пласта в скважину.

Продуктивность добывающих скважин характеризует их производительность. Показатель – коэффициент продуктивности, представляющий собой количество добываемой из скважины продукции за единицу времени в расчете на единицу депрессии (разности пластового и забойного давлений). Размерность коэффициента продуктивности для нефтяной скважины – т/(сут·МПа), для газовой – тыс. м3/(сут·МПа).

Для нагнетательных скважин применяют показатель, называемый коэффициентом приемистости, – количество (м3) воды, закачиваемой через скважину в пласт за единицу времени в расчете на единицу репрессии (разности забойного и пластового давлений). Размерность коэффициента приемистости – м3/(сут·МПа).

Технологический режим эксплуатации скважины – ком-

плекс показателей и параметров, характеризующих ее работу. Для добывающей скважины к ним относятся ее продуктивность, дебиты по нефти (т/сут) и жидкости (обычно м3/сут), газовый фактор,

45

давление на забое и на устье (буферное, затрубное, линейное), динамический и статический уровни, депрессия на пласт, обводненность продукции, состав скважинного оборудования, типоразмер, параметры откачки жидкости, режим работы скважинного насоса, глубина его подвески и др. Для нагнетательной скважины – приемистость, давление на забое и на устье, репрессия на пласт, состав скважинного оборудования.

Технологический режим задается на определенный период времени и корректируется (изменяется) по мере изменения условий работы скважин (обводненность, газовый фактор, пластовое давление).

Типовая конструкция скважины представлена на рис. 10 [27].

Рис. 10. Конструкция скважины: 1 – обсадные трубы; 2 – цементный камень; 3 – пласт; 4 – перфорационные отверстия; I – направление; II – кондуктор; III – промежуточная колонна; IV – эксплуатационная колонна

По назначению скважины делят на несколько видов:

1. Разведочные – такие скважины строят на новых площадях для определения нефтегазоносности того или иного месторождения или установления границы (контура) его распространения.

46

2.Добывающие – предназначены для добычи нефти, газа или конденсата.

3.Нагнетательные – используются для закачки в пласты воды (газа, воздуха).

4.Наблюдательные и пьезометрические – необходимы для проведения наблюдений и исследовательских работ, контроля за процессом разработки месторождения.

Взависимости от условий месторождения скважины могут быть вертикальными, наклонными, горизонтальными (в интервале продуктивного пласта), многозабойными (рис. 11) и др.

Рис. 11. Виды скважин

В зависимости от назначения скважины строятся со своей конструкцией, которая должна надежно разобщать горные породы, обеспечивать длительную и безаварийную работу скважины, возможность оперативного контроля за состоянием скважин и др.

47

6.СТРОИТЕЛЬСТВО И ОСВОЕНИЕ НЕФТЯНЫХ

ИГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом [9].

Бурение скважин осуществляется с помощью буровых установок, оборудования и инструмента.

Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины.

Всостав буровой установки (рис. 12) входят:

–буровая вышка;

–оборудование для механизации спуско-подъемныхопераций;

–наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении;

–силовой привод;

–циркуляционная система бурового раствора;

–привышечные сооружения.

Буровая вышка – это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух-трех бурильных труб между собой длиной 25–36 м) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.

В ходе подготовительных работ выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят системы электроснабжения, водоснабжения и связи. Если рельеф местности неровный, то планируют площадку.

48

При бурении осуществляется крепление скважины обсадными трубами и тампонаж затрубного пространства для разобщения продуктивных пластов.

В ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМИ» функционирует центр сопровождения бурения. Центр сопровождения бурения работает в круглосуточном режиме с привлечением специалистов филиала «ЛУКОЙЛИнжиниринг» – «ПермНИПИнефть» и подрядной буровой организации. Итогом работы является снижение среднемесячной аварийности и затрат времени на ликвидацию осложнений при строительстве эксплуатационных скважин [22].

Это дает возможность оперативно принимать необходимые гео- лого-технологические решения по строительству скважин. По рекомендациям Центра сопровождения бурения и службы авторского надзора, осуществляющей контроль строительства всех скважин на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», внесены изменения в про- ектно-сметную документацию в части конструкции скважин и т.д.

За 2012 г. В Пермском крае ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» введено из эксплуатационного бурения 107 скважин, дополнительная добыча нефти составила 392,6 тыс. т.

После завершения бурения для обеспечения притока нефти и газа продуктивные пласты вскрывают вторично перфораци-

онным способом. После этого скважину осваивают, т.е. вызывают приток в нее нефти и газа. Для этого уменьшают давление бурового раствора на забой одним из следующих способов:

–промывка – замена бурового раствора, заполняющего ствол скважины после бурения, более легкой жидкостью – водой или нефтью;

–поршневание (свабирование) – снижение уровня жидкости

вскважине путем спуска в насосно-компрессорные трубы (НКТ) и подъема на стальном канате специального поршня (сваба). Поршень имеет клапан, который открывается при спуске и пропускает через себя жидкость, заполняющую НКТ. При подъеме же клапан

49

закрывается, и весь столб жидкости, находящийся над поршнем, выносится на поверхность;

–плавный запуск скважины компрессором;

–проработка скважины струйным насосом.

Рис. 12. Внешний вид буровой установки

При применении каждого из этих способов необходимо обеспечивать постепенное снижение забойного давления, особенно

внеустойчивых породах. Резкие и большие депрессии приводят

кразрушению слабо сцементированных коллекторов, повреждению обсадных колонн, открытому фонтанированию и другим осложнениям.

50