Крепление испытание и освоение скважин при разработке нефтяных место

9. ОСВОЕНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН*

9.1. Общие сведения

Вызов притока – технологический процесс снижения противодавления на забое скважины, ликвидации репрессии на пласт и создания депрессии, под действием которой начинается течение флюида из пласта в скважину. Освоение скважины – комплекс технологических и организационных мероприятий, направленных на перевод простаивающей скважины в разряд действующих. Освоение скважины включает вызов притока жидкости из пласта или опробование закачкой в него рабочего агента в соответствии с ожидаемой продуктивностью пласта [24].

При освоении скважины следует обеспечить сохранение целостности скелета пласта в призабойной зоне и цементного камня за эксплуатационной колонной, предотвращение деформации эксплуатационной колонны, прорывов пластовых вод, газа, открытых нефтегазоводопроявлений, снижения проницаемости призабойной зоны, загрязнения окружающей среды и других негативных явлений.

Рассмотрим схему, представленную на рис. 9.1. Скважина заполнена до устья жидкостью глушения. Дав-

ление, создаваемое столбом жидкости на забой скважины,

где Рзаб, Ру – соответственно давление на забое и устье, Па; ρгл – плотность жидкости глушения, кг/м3; Lс – длина скважины, м;

α– угол отклонения скважины от вертикали, град.

*Раздел подготовлен с участием аспиранта кафедры разработки нефтяных и газовых месторождений Пермского национального исследовательского политехнического университета А.В. Лекомцева.

212

Существуют различные методы и способы вызова притока и освоения скважин, выбор которых зависит от ряда критериев, основные из которых представлены ниже.

9.2. Методы освоения нефтедобывающих скважин

Характеристика методов вызова притока и освоения скважин сводится к рассмотрению изменения забойного давления в функции времени, а условия эффективного применения определяются совокупностью параметров, отражающих геологические, технологические и организационные факторы с учетом известных критериев.

Выделяют 3 метода проведения операций по вызову притока жидкости из пласта в скважину, каждый из которых характеризуется основными стадиями (табл. 9.2).

В период времени t1 – t2 (2-я фаза) объем поглощаемой пластом жидкости снижается. Таким образом, в период времени 0 – t2 жидкость глушения поглощается пластом, а объем жидкости, поступившей в пласт Vпогл, в этот период можно рассчитать, зная коэффициент приемистости Кпр, величину Pпл и изменение Pзаб во времени, то есть

214

В период времени t > t2 реализуется 3-я фаза – фаза притока жидкости из пласта за счет создания депрессии ∆Р.

Таблица 9 . 2 Методы и способы вызова притока и освоения скважины

215

Свабирование – способ понижения уровня в скважине,

вкоторую спущена колонна насосно-компрессорных труб (НКТ). Сваб представляет собой трубу небольшого диаметра, на наружной поверхности которой укреплены эластичные уплотнительные манжеты, наружный диаметр которых соизмерим с внутренним диаметром НКТ. В нижней части сваба имеется обратный клапан. Уплотнительные манжеты, имеющие чашеобразную форму, при подъеме сваба распираются за счет давления столба жидкости над свабом, уплотняя зазор между наружным диаметром манжет и внутренним диаметром НКТ. Сваб спускается внутрь НКТ на лебедке, а глубина его погружения под уровень жидкости определяется прочностью каната и мощностью привода лебедки. Свабирование может осуществляться с использованием фонтанной арматуры (т.е. скважина герметизируется и выброс невозможен) со специальным лубрикатором.

Способ падающей пробки – суть его заключается в том, что колонна НКТ в нижней части закрывается специальной пробкой, изготовленной из нефтерастворимого материала. Под действием собственного веса колонна НКТ спускается в скважину до определенной глубины, определяемой из равенства сил сопротивлений и собственного веса колонны. При необходимости увеличения глубины спуска колонны НКТ в нее с поверхности заливается определенное количество воды, удерживаемое

вНКТ за счет пробки. При спуске колонны до расчетной глубины внутрь НКТ сбрасывается тяжелый предмет, который выбивает пробку. Поскольку столб воды в НКТ существенно меньше столба жидкости глушения в скважине, после падения пробки у башмака НКТ возникает достаточно большой перепад давлений, под действием которого жидкость глушения из скважины перетекает в НКТ, приводя к быстрому снижению забойного давления и вызову притока.

Задавка жидкости глушения в пласт – жидкость глуше-

ния задавливается в пласт за счет подключения компрессора, давление которого воздействует на уровень жидкости глушения. Когда расчетный объем жидкости глушения поглощен пластом,

217

компрессор отключается, и давление в газонаполненной части скважины резко снижается (стравливание давления газа в атмосферу). При этом существенно снижается забойное давление, что приводит к поступлению флюидов из пласта в скважину.

Совершенно очевидно, что каждому из перечисленных способов присущи свои условия рационального применения, а выбор наилучшего зависит от следующихкритериев:

1) величина пластового давления:

–с нормальным пластовым давлением (давление равно гидростатическому, вычисленномуприплотностиводыρгл = 1000 кг/м3);

–с пониженным пластовым давлением (давление ниже гидростатического) или с аномально низким пластовым давлением (АНПД);

–с повышенным пластовым давлением (давление выше гидростатического) или с аномально высоким пластовым давлением (АВПД).

При выборе метода вызова притока скважин, вскрывших залежи с АНПД или АВПД, указанный критерий следует рассматривать как определяющий;

2) проницаемостьПЗП, насыщеннойразличнымифлюидами:

–с низкой проницаемостью;

–с хорошей проницаемостью.

При этом необходимо учитывать изменение проницаемости в течение всего периода времени от первичного вскрытия до начала вызова притока;

3) механическая прочность коллектора:

–рыхлые, слабосцементированные породы;

–крепкие, хорошосцементированные породы;

4)фильтрационные характеристики призабойной зоны (коэффициенты подвижностиигидропроводности);

5)имеющиеся в распоряжении технические средства снижения забойного давления.

Учет вышеприведенных основных критериев при выборе метода вызова притока позволит получить наилучший техникоэкономический эффект.

218

9.3. Оценка эффективности методов освоения нефтяных скважин

Среди современных методов освоения нефтяных скважин все больший интерес представляют методы, основанные на рациональном использовании трудовых, материальных и энергетических ресурсов, с применением нового оборудования. Применение газообразных агентов – наиболее перспективное направление развития методов снижения уровня в скважинах. При этом способе освоения обеспечиваются простота и надежность контроля

ирегулирования процесса в широких пределах расходов и давлений. Газообразные агенты могут обеспечить быстрое опорожнение глубоких скважин, регулируемое снижение давления в скважине, дренирование пласта с подпиткой сжатым газом для обеспечения фонтанирования.

При организации процесса освоения на скважинах нефтяных месторождений Западной Сибири технология на основе использования азотного воздействия зарекомендовала себя с положительной стороны. Азотные технологии проводились по двум вариантам. В первом случае закачка азота производилась

взатрубное пространство в целях создания более глубокой, плавной и управляемой депрессии, во втором – в трубное пространство посредством НКТ при открытом затрубном пространстве до полного замещения газом полости НКТ, затем при закрытом затрубном пространстве в заданном режиме и в расчетном объеме азотом насыщается пласт, далее производилось освоение, как и в первом случае. Применение азотной технологии привело к сокращению сроков освоения скважин в 3–5 раз, дополнительному приросту углеводородов на 10–20 % за счет дополнительной очистки трещины.

Немаловажно, что производство газообразного азота представляет собой экологически чистый процесс: в качестве сырья используется атмосферный воздух, а конечные продукты (азот

икислород) – неизменные по химическому строению составляющие исходного продукта. Данная технология наиболее эффектив-

219

на с использованием установки гибкой трубы [20]. В скважинах с ухудшенными свойствами ПЗП после бурения применяется тех-

нология освоения газированной азотом жидкостью (пеной) для создания глубоких депрессий на пласт при плавном темпе снижения забойного давления, а также для экономии рабочего агента (азота) с целью повышения эффективности проведения процесса вызова притока из пласта.

В настоящее время проводятся научно-исследовательские работы по разработке технологических процессов освоения скважин с применением самогенерирующихся пенных систем.

Вспенивание растворов производится газами, выделяющимися при химических и термохимических процессах, происходящих при закачке этих веществ раздельно, непосредственно в скважине. Большое внимание при этом уделяется предупреждению загрязнения окружающей среды. Сжигание поступающего из скважины флюида обеспечивает чистоту вокруг буровой, что особенно важно при строительстве морских скважин.

Используемые по упрощенной схеме технологии создания аэрированных жидкостей (пен) для освоения скважин менее затратны, экономически более эффективны. Среди них выделяются технологические процессы, связанные с использованием азота, природного газа и воздуха. В последнее время освоение скважин при помощи пенных систем приобретает все более актуальный характер на месторождениях Западной Сибири [27].

Сущность метода освоения скважин при помощи аэрированных систем состоит в том, что для вызова притока жидкости из пласта забойное давление уменьшают путем постепенного снижения плотности столба жидкости в скважине при замене ее двухфазной или трехфазной пеной [2]. По результатам экспериментальных данных, полученных в Уфимском государственном нефтяном техническом университете при исследовании многокомпонентных композиций для проведения процесса освоения скважин Ноябрьской группы месторождений в условиях повышенного гидратообразования, были сделаны следующие выводы:

220