11-01-2016_19-30-26 / All_ZS
.pdf1.Принципы проектирования конструкции скв.
1)Определение числа ОК и глубин спуска:
-график совмещенных давлений;
-определяются плотности пр.ж.;
-выделяются зоны с несовместимыми условиями бурения число кот-х должно быть не меньше числа ОК.
2)Определение глубин спуска направления и кондуктора.
Внимание на геологию, литологию, Т по стволу скв. Желательно чтобы башмак колонны находился в зоне устойчивых пород и положительных Т
3)Уточняют число ОК в зависимости от достигнутого уровня техники и технологии бурения кот-е позволят исключить некоторые колонны в пределах разумного риска. Возможно усложнение конструкции при большом выходе из башмака предыдущей колонны и продолжительном времени бурения. Если существует опасность протерание предыдущей колонны , то необходимо спускать доп.колонну.
4)Уточняют глубину спуска ОК на кот-ю будет устанавливаться ПВО, при этом рассматривается ситуация НГП при кот-й происходит полное замещение ПЖ пластовым флюидом. Глубина должна быть такой, чтобы на любом участке СКВ. Давление вней было ниже давления поглощения с запасом 1,1.
5)Определяется диаметры ОК и долот.При расчете диаметра ОК рассматривается возможность составления комбинированных колонн , а также безмуфтовых ОТ. Кроме этого рассматривается возможность последующего извлечения ОК, а также установки поворотных секций ОК.
6)Следующим этапом рассматривается упрощение конструкции ОК, замена частей колонны потайными, при этом необходимо исключить возможность НГВП и проведение аварийных работ.
7)Определение интервалов цементирования. Направление и кондуктор цементируются до устья. Обязательному цем-нию подлежат интервалы прод.пластов, истощенных пластов, непромышленных и техногенных залежей.Все эти интервалы
объединяются в один, обязательное условие при этом: Рпогл >Ргстцр+Ргстпж>Рпл.
Высота подъема ЦР над прод.пластом должна составлять для нефт.-150-300м;для газовых500м.
2.Выбор способа вхождения в прод.залежь
При выборе способа вхождения целесообразно придерживаться след.методики:
1)Оценить мощность прод.залежи и выяснить число проницаемых пластов.
2)Выяснить характер насыщенности всех проницаемых пластов прод.залежи, и решить, какие методы вхождения приемлемы для данной конкретной ситуации. Так если прод.залежь представляет собой как бы единый пласт то могут быть использованы все методы. Если же перемежаются то используют схемы с закрытым забоем.
3)Если вскрытию подлежит массивная прод.залежь, оценить возможность одновременного пробуривания всей мощности толщи без перекрытия верхней ее части пром.колонны.
4)Оценить характер изменения коллекторских свойств по мощности прод.залежи. Если проницаемость не изменяется, то можно использовать все методы.Если Есть отличия целесообразно использовать схемы с закрытым забоем кот-е позволяют получать избирательно приток
5)Оценить устойчивость пород прод.залежи.Если породы хорошо сцементированы, резонно применить схемы с открытым забоем. Если породы недостаточно устойчивы резонно применить схемы обеспечивающие предупреждения выноса песка (установка фильтров в качестве кот-х могут быть использованы тамп.растворы, установка гравийно-песчанных фильтров).
6)Учесть соотношение Ка в прод.залежи и в расположенных выше нее проницаемых горизонтах и оценить возможную степень загрязнения.
7)Окончательное решение в пользу того или иного метода должно быть принято
сучетом экономических факторов.
3.Влияние фильтрата ПЖ на коллекторские свойства пласта.
1)Фильтрат ж. на водной основе увлажняет породу, в фильтрате содержаться хим.вещества, способствующие увеличению гидрофильности породы, след-но увеличению количества физ.связанной воды, увел-ние гидратных оболочек приводит к уменьшению сечения поровых каналов, увел-ние водонасыщенности приводит к снижению фазовой проницаемости для н. и г.
2)Под воздействием фильтрата происходит гидротация (глины увел-ся в объеме, набухают) и дезинтеграция глин, содержащихся в прод.пластах. Дезинтеграции способствует щелочь содержащаяся в фильтрате, в результате увел-ся суммарная поверхность гл.частиц и количество связанной воды. Оба процесса приводят к снижению эффективного сечения поровых каналов и проницаемости.
3)Фильтрат оттесняет от скв. нефть. Фильтрат имеет меньшую вязкость чем нефть, в следствие чего, встречая меньшое гидравлическое сопротивление движется быстрее чем нефть образуя эмульсию (фильтрат - н. или г.). При образовании эмульсии гидравлические сопротивления н. к скв. возрастают, умен-ся фазовая нефтепроницаемость.
4)В фильтрате содержится хим.вещества образующие при взаимодействии с вещ-ми находящимися в пласте нерастворимые осадки => закупоривание и сужение каналов.
5)Большое количество воздуха содержится в фильтрате приводит к окислению компонентов пластовой нефти и выпадению смолистых вещ-в в осадок => закупоривание каналов.
4.Влияние тв.фазы ПЖ на коллекторские свойства пласта
Источник загрязнения прод.залежи является тв.фаза бур.р-ров. Она может накапливаться на поверхности породы образуя фильтрационную корку и накапливается в порах в приствольной зоне пласта образуя зону кальматации. Глубина проникновения частиц зависит от:
1)соотношение размера частиц и пор:
-если диаметр частиц больше 1/3 диаметра пор, то частицы не проникают во внутрь породы;
-если диаметр частиц меньше 0,1 диаметра пор, то глубина проникновения может быть большой.
2)типа коллектора
-в трещиноватых коллекторах, глубина проникновения может составлять несколько метров;
-в гранулярных коллекторах, глубина проникновения составляет несколько
сантиметров.
3)перепада давления, кот-я контролируется плотностью ПЖ. Относительная плотность коэф.анамальности (1,05-1,15).
4)времени бурения, температуре, ПФ
5.Пути уменьшения или предотвращения загрязнения пласта при вскрытии
Наилучшими циркуляционными агентами для вскрытия прод.пластов при бурении является газообразные агенты и безводные растворы на нефтяной основе, а также обращенные эмульсионные растворы с минерализованной водной фазой.
Также очень перспективны с точки зрения уменьшения и предотвращения загрязнения пласта при вскрытии такие способы:
1)вскрытие на депрессии (Рпл>Рзаб)
2)вскрытие при равновесном давлении (Рпл=Рзаб)
Но в нашей стране эти способы недостаточно развиты. В большинстве случаев при разбуривании прод.пластов в настоящее время применяют ПЖ на водной основе. К выбору наиболее подходящей для этой цели ж. следует предъявить ряд требований:
1)фильтрат ПЖ не должен способствовать набуханию частиц, увел-нию гидрофильности породы и количество физически связанной воды в порах пласта;
2)состав фильтрата должен быть таким, чтобы при проникновении его в пласт не происходили физ-кие или хим-кие взаимодействия, сопровождающиеся образованием нерастворимых осадков;
3)гранулометрический состав тв.фазы ПЖ должен соответствовать структуре порового пространства прод.пласта;
4)поверхностное натяжение на границе фильтрат – углеводородное содержимое пласта должно быть min;
5)водоотдача при забойных условиях Р и Т должна быть min, а плотность и реологические свойства такими, что Рдиф=0;
6)степень минерализации и солевой состав фильтрата должны быть близкими к пластовым, а осмотическое давление min.
Для того, чтобы исходный раствор соответствовал предъявляемым требованиям проводят его хим.обработку (реагенты гидрофобизаторы – ПАВы, понизители фильтрации), подбирают состав и количество тв.фазы добавляют деэмульгаторы и пеногасители и др.
6. ПРОБЛЕМЫ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ
Вторичное вскрытие – перфорация. Задача перфорации – установить сообщение м/у скв.и пластом.
Пулевая и торпедная способы перфорации предполагают вскрытие пласта За счет пробивания ОК и цем-го кольца специальными пулями.
Недостатком данного способа яв-ся:
1)небольшая глубина проникновения;
2)разрушение цементного камня за счет давления внутри колонны и воздействия пули. Наиболее распространенными яв-ся кумулятивная перф-я, где образ-е канала происходит за счет высокотемперат-ой и высоконапор-ой струи газа. При образуется канал глубиной до 70 см, однако давление внутри в процессе операции достигает очень больших значений, кот-ые могут привести к разруш-ю цементного кольца. При последующих залпах возможна вторичная кольматация ранее полученных перфорационных каналов. Для снижения отрицательных последствий в последние применяются спец-ые демпферы, устанавливают над продуктивным пластом в скважине. А также практикуется перфорация на депрессии, когда сразу после перфорации, когда сразу после перфорации получается приток из этих отверстий и поток жид-ти очищает их. Однако для этого необходимо соответствующее устьевое оборуд-е. Кроме того кроме при любых способах перфорации и кумулятивных
особенно, обращают внимание на распределение зарядов (отверстий) по окружности скв-ны (фазеровка). Равномерное распред-е зарядов по окруж-ти с интервалом 900 или хотя бы 1200 будет снижать гидродин-ие сопр-я движ-ю пластового флюида и повысить дебит.
Меньший вред цементному кольцу наносят щадящие методы перфорации: сверление, щелевая и магниевая заглушка.
При вскр-ии пл-а свер-ем перф-р спуск-ся на карот-м кабеле, и с помощью эл.двиг-я приводят во вращ-е спец-ое сверло, кот-ое сверлит колонну и г.п..
При щелевой перфорации внутри ОК с помощью спец-го ролика прорезаются продольные каналы, кот-ые вскрывают п/п.
Примен-е магниевых заглушек более эффек-но при заканчив-ии гориз-х стволов с нецементир-ым п/п. При этом ОК перф-ся на поверх-ти и получ=ые отверс-я закрыв-ся магнив-ми заглушками, кот-ые после окончания работ раствор-ся НCl.
Осн-ым недостатком указ-х сп-бов яв-ся небольшая глуб-а вскрытия пласта.
Эффек-ым сп-ом яв-ся гидропескоструйная перф-я, когда в скважину на НКТ спус-ся перф- р, имеющий спец-ые насадки через кот-ые подается водопесчаная смесь. Абразивная струя со скоростью до 100 м/с пробивает канал в ОК и вымывает полость в г.п..При этом достигся максим-ая площадь фильтрации, однако сущест-ет опасность обрушения созданных каверн, а также большие спец-ые оборуд-я. При перф-ции исп-ся спец-ая технол-ая жид-ть (перфорац-ая жид-ть). Основными треб-ми к ним яв-ся плот-ть. В кач-ве такой жид-ти
наибольшее примен-е находят р-ры солей Na,Ca, с помощью кот-х можно получить р-ры до 1300 кг/м3. Однако их большая фильт-ция приводит к повторному повреждению пласта. Поэтому к перфор-ым жид-тям необходимо предъявлять спец-ые треб-я: 1)жидкости должны быть совместимы с пластовыми флюидами и не вызывать набухания глин, осадкообразования и образ-я эмульсии; 2) ж-ти должны быть технол-ми с точки зр-я легкости их пригот-я, хр-я, использ-я; 3) корроз-ая акт-ть ж-тей не должна превышать допуст-ой велич-ы; 4) ж-ти долж. б. совместимы с бур-м р-ром или ж-тями,
заполняющими скважину; 5) ж-ти не должны загр-ть окр. ср.; 6) ж-ти и условия их примен-я должны отвечать треб-м пожаровзрывобезопас-ти, а также безопас-ти людей, выполн-х раб-у с этими жидкостями; 7) жидкости должны обеспечивать свободный доступ перфораторов к интервалу перфорации
7.Вскрытие пластов на депрессии
Обеспечивает min загрязнение пласта за счет того, что при вскрытии идет постоянно приток пластового флюида. Метод особенно перспективен при вскрытии истощенных м/р с низкими коллекторскими свойствами. Снижение Р в скв. достигается за счет аэрации ПЖ, в качестве кот-й используется н. или ДТ, в качестве газа используют азот. Преимущества: повышается скорость проходки;
увел-ся срок службы долота;
сводятся к min осложнения (потеря циркуляции, дифференциальный прихват, осыпание гл.фланцев);
сокращение времени бурения; снижение затрат; отсутствие закупоривание пласта; ускоренная продуктивность;
возможность постоянного наблюдения за пластом; увел-ние производительности скв.; увел-ние суммарной добычи; умен-ние загрязнения окр.среды; повышенная безопасность.
Недостатки: - более высокая стоимость оборудования;
-неустойчивость ствола скв.;
-необходимость постоянного поддержания депрессии;
-ограничение в использовании геофизических приборов;
-вероятность закупоривания пласта;
-спонтанное набухание;
-наличие сверх проницаемых зон;
-не возможность должного контроля давления;
-воспламеняемость;
-коррозия.
8.Основные элементы оборудования устья скв. при вскрытии прод.пластов с АВПД
Устье скв. оборудуется системой ПВО для того чтобы была возможность закрытия скв. , замена разгазированной ж. утяжеленной, а также для создания регулируемого противодавления на пласт. В ПВО входит: колонные головки, превентора, манифольды и др. Колонная головка предназначена для герметизации пространства м/у смежными колоннами. Она состоит из нижнего фланца и нескольких катушек кот- я наворачивается или приваривается к кондуктору. На нем устанавливаются катушки колонной головки внутри кот-го располагается клинья для подвески ОК. Имеется отверстие для соединения с манометром. Типы колонных головок: ОКК-1, ОКК-2, ОКК-3.В комплект ПВО также входит превентор. Превентор состоит из корпуса с отдельными крышками на кот-х установлены цилиндры (шток) на кот-м закрепляется сменные плашки. В комплект превентора входит несколько типоразмеров плашек.
Управление превентором производится мех-ки или гидравлически.
Универсальный превентор: состоит из корпуса крышки, конического подвижного плунжера и уплотнительного элемента. Превентор предназначен для герметизации устья скв. при нахождении в ней инструмента любой конфигурации. Позволяет вращать инструмент и протаскивать ч/з него до 2 тыс. м труб при перепаде давления 10МПа под превентором и над. Должен допускать определенное количество циклов
открытия и закрытия.
Плашечный превентор. Нельзя расхаживать и вращать колонну, возможно только
кратковременная разгрузка инструмента на плашки.
Превентор вращающийся.Не входит в типовую схему обвязки ПВО. Он применяется при вскрытии пластов на депрессии при бурении на пенах и продувочных агентов. Основными элементами яв-ся корпус внутри кот-го фиксируется вращающийся ствол установленный на подшипниках и имеющий спец.уплотнения. В нижней части вращающегося ствола находится уплотнительная манжета кот-я герметизирует затрубье.
В комплект ПВО также входят манифольды. Манифольд обязательно включает линию глушения кот-я позволяет закачать утяжеленный пром. или ц. раствор в скв. обратной циркуляцией. Он обязательно имеет отвод для подключения ЦА, кроме этого имеются линии дросселирования кот-я позволяет осуществлять разрядку скв., заменять легкую ПЖ более тяжелой приконтролируемом давлении с помощью спец.штуцеров, а также выпускать газированную ж. из скв. Оба манифольда включают задвижки с ручным и гидравлическим управлением. На линии дросселирования устанавливаются задвижки с регулируемым проходным отверстием. Линии дросселирования имеют выход на факел и сброс в спец.емкость.
9.Обсадные трубы с треугольной резьбой, достоинства и недостатки.
Для крепления скв.применяются трубы обсадные кот-е выпускаются по ГОСТ 638-64. По этому госту выпускаются трубы от 114 до 508 мм с треуг-ной, трапец-ной резьбой длинной и короткой резьбой, муфтовой и безмуфтовой, безшовные, цельнокатаные, с нарезанной на концах резьбой и навернутой муфтой.
Для соединения труб используют конические трубные резьбы с углом при вершине резьбы 600. Конусность трубных резьб позволяет получать высокогерметичные резьбовые соединения за счет образования натяга. Его величина состовляет 11мм (+ - один виток).При свинчивании труб машинными ключами этот натяг выбирается и нипельная часть резьбы сжимается муфтой образуя диаметральный натяг величина кот-го составляет 0,3-0,4мм. Вторым фактором герметизации соединений яв-ся то, что радиус закругления при вершине и впадине резьбы имеют различные диаметры за счет этого образуется зазор заполняемый уплотнительной смазкой.
Недостатки: - не высокая прочность резьбового соединения на разрыв кот-я составляет 5570% от прочности труб на разрыв по телу;
- данное соединение имеет не достаточную герметичность для газа, поэтому рекомендуется их использование в нефтяных скв. с небольшими внутренними избыточными давлениями;
- снижает свою герметичность и снижает прочность на растяжение при
изгибе.