книги из ГПНТБ / Соколов, В. Л. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений учебник

а также торпедирование колонн. В последние годы широко при­ меняют пескоструйную перфорацию. В настоящее время основным видом перфорации является куммулятивная.

Плотность дыр при куммулятивной перфорации зависит от характера коллектора. Для хорошо проницаемых рыхлых пластов

жидкости с песком образует отверстие в обсадной колонне и ка­ нал в цементном кольце и в породе. Эффективность вскрытия пла­ ста различными методами иллюстрируется на рис. 38.

В о з б у ж д е н и е с к в а ж и н ы , т. е. получение притока жидкости из пласта, производится различными способами в за­ висимости от характера коллекторов, режима залежи и величины пластового давления.

112

При высоком пластовом давлении приток жидкости или газа осуществляется снижением давления на забой путем замены в скважине столба глинистого раствора на воду или на нефть. Промывка производится через насосно-компрессорные трубы. Если замена глинистого раствора на воду или нефть не дает резуль­ татов, уровень снижается желонкой, свабом или компрессором. Наиболее эффективным является компрессорный способ, обеспе­

слабопроницаемых песчано-алевролитовых пластов, хотя примене­ ние его целесообразно для коллекторов различных типов. Уста­ новлено, что применение гидроразрыва существенно повышает эффективность разведки.

Солянокислотная обработка забоев скважин основана на спо­ собности кислоты растворять карбонатные породы и поэтому при­ меняется для получения притока жидкости (газа) к забою или повышения его интенсивности. Растворяя карбонатные породы,

Опробование пластов в поисковых и разведочных скважинах производится последовательно снизу вверх с установкой цемент­ ных мостов после каждого испытания, давшего приток жидкости или газа. Применение пластоиспытателей в обсаженных скважи­ нах позволяет быстро испытывать значительное число горизонтов без установки цементных мостов. Мосты при таком способе опро­ бования устанавливаются в том случае, когда это требуется для охраны недр.

От б о р п р о б производят после того, как скважина запол­ няется пластовой жидкостью с одинаковым составом по всему стволу. Для этого применяют аппарат Яковлева с небольшими желонками или глубинный пробоотборник. Пробы отбираются про­ тив интервала перфорации или выше, но не более чем на 10—15 м.

Количество отбираемой воды зависит от концентрации раство­ ренных в ней солей. Для полного анализа слабоминерализован­ ной воды достаточно 2—3 л; для определения К, Br, J, Ва, Sr, Li и других элементов требуется до 20 л воды. Сероводородные воды необходимо консервировать хлороформом (1—2 см3 на 1 л воды).

В случае отбора проб желонкой на месте отбора пробы воды определяется pH, все летучие и быстроокисляющиеся компоненты — H2S, N 02, Fe, а также радиоактивность. Количество отобранного газа должно быть не менее 1 л.

Для определения свойств нефтей в пластовых условиях пробы отбираются глубинным пробоотборником. При отборе проб нефти на. анализ следует учитывать цели анализа. Для производства элементарного анализа и фракционной перегонки в лабораторных условиях необходимо отбирать пробу объемом не менее 3 л. Для технического анализа проба отбирается после установления де­ битов нефти и промышленной ценности горизонта. В этом случае вес ее составляет около 50 кг, что позволяет испытать пробу в условиях, приближающихся к заводским.

Геолог принимает непосредственное участие в проведении ра­ бот по вскрытию продуктивных пластов и возбуждению скважин. Он дает промыслово-геофизической партии заказ на проведение перфорации, в котором указываются интервалы прострела и об­ щее количество отверстий, глубина и конструкция скважины, под­ готовленность буровой и дата вызова притока. В процессе самих перфорационных работ в присутствии геолога делается промер кабеля и определяется правильность спуска перфораторов на за­ данную глубину. Ведется тщательное наблюдение за положением уровня жидкости в колонне (падение его или перелив жидкости, появление пленки нефти, пузырьков газа и пр.). Если из сква­ жины начнется возрастающий перелив жидкости, и на ее поверх­ ности появится пленка нефти или пузырьки газа, то, невзирая на количество прострелянных отверстий, нужно немедленно прекра­ тить перфорацию и закрыть задвижку.

Вызов притока из пласта в скважину требует особенно тща­ тельного наблюдения со стороны геолога. Прежде всего контроли­

114

руется измерение насосно-компрессорных труб и правильность установки труб с промежуточными продувочными отверстиями на заданных глубинах.

Во время продувки геолог фиксирует давление на компрессоре и буфере скважины, продолжительность продувки, поведение сква­ жины— первое появление нефти, газа или пластовой воды. При свабировании измеряется количество рейсов и откачанной жидкости, погружение сваба под уровень, состояние сваба каж­ дого рейса. Особенно тщательно следует наблюдать за измене­ нием уровня в скважине и появлением пластовых жидкостей.

С началом фонтанирования нефтью или газом работы по воз­ буждению прекращаются и задвижка закрывается. На устье сква­ жины устанавливаются фонтанная арматура, отводная труба, после чего задвижка открывается вновь и фонтанирование про­ должается до полной очистки ствола скважины от технической жидкости.

При опробовании в открытом стволе испытателем пластов гео-

•лог определяет глубину установки резиновых уплотняющих пакеров (по кавернограмме) и совместно с инженером по бурению конструкцию низа колонны буровых труб. Контролируется уста­ новка испытателя, производится разгрузка бурильной колонны и открытие испытателя пластов. При подъеме испытателя нужно за­ фиксировать качество и количество жидкости, попавшей внутрь труб, определить соотношение нефти, газа и бурового раствора в этой жидкости и отобрать пробы.

§ 6. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Исследования продуктивных пластов занимают гораздо боль­

■ответствующих проектов. Задачей этих исследований является сбор данных для последующего определения коэффициента про­ дуктивности, проницаемости, пьезопроводности и других пара­ метров.

Исследования законтурных частей продуктивных пластов в скважинах производятся с целью установления положения ВНК, ГВК по методу В. П. Савченко, для характеристики законтурной зоны, режима залежи и условий ее заводнения при разработке.

Водоносные горизонты на разведочных площадях и в регионе в поисковых, разведочных, опорных, параметрических и других скважинах исследуются с целью получения необходимых материа­ лов для гидрогеологических построений. При этом отбираются пробы пластовой воды и растворенного в воде газа, замеряются статические уровни, давление, температура и ведутся наблюдения за динамикой указанных характеристик.

Основой всех применяемых методов исследований является из­ менение давления на забоях скважин и изменение в связи с этим

скорости движения жидкости или газа в залежи. Давление либо

Существующие приборы для гидродинамических исследований пластов позволяют с высокой точностью регистрировать давление как на забое (глубинный дифференциальный манометр ДГМ-4), так и на устье скважины (манометр Корнелюка-Яковлева), а также фиксировать уровни (различные типы самопишущих пьезографов, например пьезограф Яковлева, эхолоты).

По характеру режима работы исследуемых скважин методы исследования разделяют на два основных вида: 1) исследования скважин при установившемся режиме работы (метод установив­ шихся отборов) п 2) исследования скважин при неустановнвшемся режиме работы, при котором прослеживается подъем или пони­ жение уровня или давления.

М е т о д у с т а н о в и в ш и х с я о т б о р о в состоит в том, что при исследовании скважины изменяют режим ее работы один или несколько раз. При каждом режиме измеряют установившееся забойное давление и соответствующий ему дебит жидкости (нефти, воды) и газа для нефтяных скважин и дебит газа для газовых. Режим работы скважины считается установившимся, если два замера забойного давления и дебита, следующих друг за дру­ гом через определенное время, различаются не более чем на 10%-

шим: от наименьшей депрессии, при которой к скважине еще про­ исходит приток жидкости, до наибольшей, при которой еще не происходит выделения свободного газа на забое. Остальные ве­ личины давления при исследовании должны равномерно распре­ деляться между этими крайними значениями.

Для определения депрессии необходимо знать величину пла­ стового давления. Замер пластового давления надо осуществлять до начала работы скважины, а в работающих скважинах только после остановки их на известный отрезок времени, в течение кото­ рого давление в призабойной зоне должно восстановиться до пла­ стового.

Метод установившихся отборов широко применяется при ис­ следовании фонтанных нефтяных, переливающих водяных и га­ зовых скважин. При исследовании фонтанных скважин режим их работы устанавливается сменой штуцеров. При каждом режиме замеряют дебит нефти и попутного газа, забойное давление, газовый фактор и процент содержания воды и нефти. Перед

116

Исследование газовых скважин производится путем определе­ ния дебита газа и давления на устье при различных режимах работы. Расход газа измеряется шайбным измерителем критиче­ ского истечения (прувером), давление — образцовым манометром

20 мин и затем полностью закрывают до полной стабилизации давления, что происходит обычно за 2—3 ч.

При испытании скважины исследуют содержание в газе кон­ денсата, воды, частиц породы и т. д.

Продуктивность отдельных пластов и пропластков в залежи устанавливается раздельно поинтервальным опробованием; в ус­ ловиях устойчивых пород и при отсутствии песчаных пробок такое

дебита нижнего пласта, а затем суммарного дебита и подключае­ мых пластов. Зная дебит нижнего пласта и суммарные дебиты последовательно увеличивающихся групп пластов, нетрудно опре­ делить дебит каждого пласта группы. Если подключение нового пласта не дает увеличения дебита, то это свидетельствует о том,, что он не дает притока нефти в скважину.

Дебитомеры позволяют также давать дифференцированную ха­

в том, что путем отбора или подлива жидкости понижают или по­ вышают уровень в скважине, изменяя тем самым давление на ее забое. Затем наблюдают за изменением положения уровня во вре­ мени, отмечая перемещение уровня за соответствующие проме­ жутки времени.

117

Аналогичным по принципу является метод прослеживания дав­ ления, при котором скважину также выводят из состояния равно­ весия, а затем наблюдают за изменением во времени забойного давления.

При этом методе исследования давление на забой скважины и на призабойную зону все время изменяется, и под влиянием уп­ ругих свойств жидкости и пласта связь между притоком жидкости и забойным давлением становится иной по сравнению с той, ко­ торая была бы при установившихся отборах жидкости. Несмотря на этот недостаток метод прослеживания давления в условиях раз­ ведки получил довольно широкое распространение, так как его применение связано с меньшими потерями нефти, чем при нсследо-

Рис. 40. Кривые восстановления давления.

вании скважин методом установившихся отборов. Обработка ре­ зультатов исследования скважин методом прослеживания давле­ ния позволяет определять ряд параметров, например проницаемость или гидропроводность.

На рис. 40 показаны кривые восстановления давления, постро­ енные в координатах депрессия Ар и время t (рис. 40, а) или в ко­ ординатах Ар и lg£ (рис. 40,6).

Кривая 1 (рис. 40, а) снята при остановке скважины с большим дебитом, кривая 2 — при остановке с меньшим дебитом; кривые 3 и 4 сняты при пуске скважин с различными дебитами. При обра­

118

следования, не предусматривающий пробной эксплуатации сква­ жин. Этим методом изучают как переливающие, так п неперели­ вающие скважины. Метод заключается в изменении давления на забой, которое осуществляется чаще всего путем подкачки воздуха компрессором, что обеспечивает оттеснение уровня жидкости на несколько десятков метров. Закачанный воздух затем выпускают из скважины. В ходе исследования образцовыми манометрами измеряют давление подкачиваемого воздуха на устье скважины и глубинными манометрами давление на забой.

Нефтяные фонтанные скважины можно исследовать путем вы­ пуска в атмосферу естественного газа из скважины. По результа­ там исследования скважин экспресс-методом строят графики из­ менения забойного давления и изменения объема жидкости в скважине.

На методах исследований скважин при неустановившемся

методики являются гидропрослушивание и самопрослушивание скважин.

Гидропрослушиванием называется наблюдение за изменениями статического уровня пли давления в скважинах, происходящими вследствие изменения отбора жидкости в соседних скважинах того же пласта или соседних пластов. Скважины, в которых изме­ няют режим работы пласта, называют возмущающими, а те сква­ жины, в которых наблюдают эти-возмущения, называют реаги­ рующими.

Вид исследования, когда наблюдают за изменением давления на забое скважины, вызванным изменением отбора жидкости из этой же скважины, называется самопрослушиванием. Самопрослу­ шивание является синонимом отмеченного выше метода прослежи­ вания давления.

Гидроразведка — пока единственный метод, позволяющий пу­ тем наблюдений в скважине выявлять многие важные особен­ ности строения продуктивного пласта в большом отдалении от

11Й

этой скважины. Гидроразведка позволяет исследовать не всю толщу пробуренных скважиной пластов, а только один вскрытый пласт, но зато на тысячи, десятки и сотни тысяч метров.

Метод гидропрослушивания имеет преимущества перед дру­ гими гидродинамическими методами исследований. Этот метод позволяет наиболее полно осветить продуктивный пласт, опреде­ лить качественно и количественно гидродинамическую связь между скважинами и пластами, а в комплексе с другими методами оце­ нить неоднородность пласта, выявить литологические экраны и газовые шапки.

Исследование скважин проводит специальный отряд под об­ щим руководством геолога разведки. Геолог контролирует полноту и качество сбора информации: отработку на каждом режиме по­ ложенного количества часов, замер дебита специальными емко­ стями— мерниками, а не случайной тарой (замеры 200-литровой бочкой, например, совершенно недопустимы), замеры давления на забое, буфере, в затрубном пространстве образцовыми мано­ метрами, замер газового фактора, качество записи кривых восстановления давления и индикаторных кривых, правильность замера пластового давления, отбор глубинных проб нефти, газа, воды и др.

По результатам опробования и исследования геолог состав­ ляет акт, в котором указывает все сведения о заложении, буре­ нии, фактическом геологическом разрезе и его нефтегазоводоносности, продуктивных объектах, креплении, возбуждении, опробо­ вании, исследованиях и прочих операциях и дает рекомендации о дальнейшем использовании скважины.

§ 7. ЗАВЕРШАЮЩИЕ ОПЕРАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ СКВАЖИН ПРИ ПОИСКАХ И РАЗВЕДКЕ

На поисковых и разведочных скважинах, выполнивших свое назначение или не выполнивших в силу тех или других причин, необходимо проведение соответствующих мероприятий для завер­ шения их строительства и дальнейшего использования.

Поисковая и разведочная скважины со спущенной колонной, выполнившие свое назначение, могут быть а) переданы в эксплуа­ тацию, если они вскрыли промышленные горизонты; б) законсер­ вированы, если ими вскрыты не удовлетворяющие кондициям го­ ризонты или отсутствует промысловое обустройство для ввода скважин в эксплуатацию; в) переданы под наблюдение как пьезо­ метрические, если они вскрыли такие части разреза; на которых необходимо вести постоянные исследования; г) ликвидированы. В скважинах, подлежащих ликвидации, может извлекаться об­ садная колонна выше зацементированной части в том случае, если это допустимо по условиям охраны недр. Ликвидированные сква­ жины заполняют до устья тяжелым буровым раствором, а на устье ставят заглушку.

120

В случае завершения бурения скважины без обсадки, что до­ пустимо при соблюдении правил охраны недр, такая скважина при ликвидации заливается глинистым раствором.

К числу скважин, частично не выполнивших своего назначения, прежде всего относятся те из них, которые при доведении до проектной глубины не вскрыли намеченного горизонта. Для таких скважин в случае технической возможности составляется дополни­ тельный проект для бурения их до намеченного горизонта. При отсутствии такой возможности скважина ликвидируется, как не выполнившая своего назначения.

Аварийные скважины в ряде случаев могут создавать угрозу недрам и окружающей среде на поверхности. Иногда они остаются необсаженными в части ствола или по всему стволу, поэтому лик­ видация таких скважин представляет значительные трудности.

Переливающие водой скважины приводят к неоправданным по­ терям воды, часто являющейся целебной или содержащей полез­ ные компоненты. Перелив вод, даже не представляющих ценности, ведет к порче угодий, вызывая заболачивание, а в отдельных слу­ чаях вызывает угрозу гибели животных. Открытые газовые и нефтяные фонтаны служат причиной потери этих полезных иско­ паемых, порчи угодий и загрязнения среды, особенно водоемов, вызывая в этих случаях гибель рыбы.

Ликвидация аварийных скважин представляет собой обычно сложный процесс. Основная задача при этом состоит в том, чтобы закрыть истекающие через устье воду, нефть и газ. В случае огра­ ниченных дебитов обычно удается залить такие скважины тяже­ лым глинистым раствором. Ликвидация мощных открытых фонта­ нов производится путем бурения наклонных стволов с целью вскрытия пласта вблизи ствола аварийной скважины. Поступление жидкости или газа в новый ствол уменьшает аварийный выброс п облегчает его ликвидацию путем заливки аварийной скважины тяжелым глинистым раствором.

Скважины, оказавшиеся в результате опробования продук­ тивными, передаются промыслу по акту. К акту прилагается эк­ земпляр всех документов, собранных в процессе бурения. Если промысел еще не создан, то скважина ставится в консервацию. Акт консервации согласовывается с территориальной горно-техни­ ческой инспекцией и утверждается вышестоящей организацией.

При ликвидации непродуктивных скважин проводятся меро­ приятия по охране угодий. Накопленные при опробовании нефть и воду закачивают обратно в скважину, грязевые приемы и зем­ ляные амбары засыпают, территорию буровой очищают от всех металлических, деревянных, бетонных и прочих предметов и ма­ териалов, выравнивают, а затем передают по акту соответствую­ щим местным организациям.

На ликвидацию скважин геолог составляет акт, который также согласовывается с территориальной горно-технической инспек­ цией и высылается на утверждение вышестоящим организациям

121