Приплив газу до вибою свердловини за двочленним законом фільтрації

Під час розробки газових родовищ фільтрація газу за законом Дарсі відбувається по всій області пласта, за винятком привибійних зон, в яких він, як правило, порушується. Це пов'язано зі значним збільшенням швидкості руху газу у привибійних зонах пласта за раху­нок розширення газу при зниженні тиску, що призводить до втрат кінетичної енергії газу. Відхилення від закону Дарсі можуть бути також викликані зміною по шляху фільтрації па­раметрів газу (коефіцієнтів динамічної в'язкості та надстисливості) і колекторських власти­востей пласта (коефіцієнтів проникності та пористості) при створенні значних депресій на пласт. Можливе порушення закону Дарсі і при малих швидкостях фільтрації у випадку низькопроникких заглинизованих пластів з високою водонасиченістю, які характеризують­ся наявністю початкового градієнта тиску.

Запропоновано ряд залежностей, які описують фільтрацію газу в пласті при порушенні закону Дарсі - Найбільш поширена двочленна формула, запропонована вперше Форхгеймером.

Перший член у правій частині формули (18.15) характеризує втрати тиску на тертя, другий - інерційні втрати тиску, зумовлені зміною траєкторій руху в пористому середовищі окремих частинок флюїду.

Виходячи з двочленної формули фільтрації газу в пласті (18.15), одержано рівняння припливу газу до свердловини при порушенні закону Дарсі:

2.2 Підготовка свердловин до експлуатації

Після завершення будівництва свердловини її стовбур заповнений рідиною, яка створює протитиск на пласт і пере­шкоджає припливу рідини і газу з пласта, запобігаючи відкри­тому фонтануванню свердловини.

Освоєння свердловини - це завершальний етап підготов­ки її до експлуатації, мета якого викликати: приплив нафти і газу із пласта, забезпечивши при цьому якомога вищу продук­тивність свердловин и.

Приплив рідини і газу з пласта буде відбуватися тільки тоді, коли тиск, створюваний стовпом рідини у стовбурі свер­дловини, буде нижчим від пластового. Тому освоєння сверд­ловини зводиться до створення різними способами перепаду тиску між пластом і свердловиною, названого депресією тиску па пласт. Від її величини і швидкості наростання багато в чо­му залежить, чи будуть вилучені з продуктивного колектора забруднюючі речовини і відновлені його природні фільтра­ційні властивості.

Тиск у свердловині можна знизити /рюма шляхами зменшенням висоти стовпа рідини і зниженням її густини. Це і покладено в основу широко розповсюджених способів осво­єння свердловин: заміни свердловинної рідини, компресорно­го способу і відпомповування рідини глибинними насосами Перед освоєнням гирло свердловини герметизується або фон­танною арматурою, або арматурою для експлуатації свердло­вини глибинними насосами. При цьому у свердловину опус­кають насосно-компресорні труби або насосне устаткований.

Заміна свердловинної рідини здійснюється шляхом на­гнітання в кільцевий простір свердловини рідини, густи за якої менша, ніж рідини, що заповнює свердловину.

При виході з буріння свердловина, як правило., запевнена глинистим розчином, тому в неї спочатку нагнітають пріс­ну або мінералізовану воду. Якщо після заміни глинистого розчину водою викликати приплив із пласта не вдається, то воду заміняють на нафту. У свердловини з низьким пластовим: тиском нагнітають газорідинні суміші і піни.

Компресорний спосіб освоєння свердловини полягає її нагнітанні в затрубний простір газу високого тиску з газопро­воду або від пересувного компресора. Газ відтискує рідину и затрубному просторі до башмака насосно-компресорних трут:' або до спеціального пускового отвору (клапана), проривається в труби, змішується з рідиною, внаслідок чого утворюється газорідинна суміш Густина рідини зменшується, в результат чого знижується і тиск на вибої свердловини. Депресія тиск)' на пласт і швидкість її збільшення регулюється зміною витрати газу. Цей метод освоєння широко застосовується в фонтан­них і газліфтних свердловинах.

Освоєння свердловинними насосами проводять тільки в ;ому випадку, коли не очікується природне фонтанування свердловини і вона надалі буде експлуатуватися цими ж насо­сами. Свердловинний насос, наприклад, штанговий або електровідцентровий, опускається на проектну глибину відповідно до передбачуваного режиму експлуатації свердловини. У мір}⁷ відпомповування рідини її рівень у свердловині плавко зни­жується. Після одержання стійкого припливу із пласта сверд­ловина переходить на експлуатаційний режим роботи.

Застосовуються також і інші способи освоєння свердло­вин з аильно забрудненою привибійною зоною, що включа­ють цілий комплекс робіт зі збільшення продуктивності свер­дловини, наприклад, солянокисле гне оброблення привибійної зони, гідравлічний розрив пласта тощо. Вони можуть здійс­нюватися зі створенням великих, швидконаростаючих, іноді практично миттєвих депресій на пласт.

Спосіб освоєння свердловини вибирають з урахуванням конструкції свердловини, колекторських і механічних власти­востей пласта, передбачуваного способу експлуатації сверд­ловини. У свердловинах, що розкрили крихкі, нестійкі колек­тори, освоєння проводять з Плавним наростанням депресії, і, навпаки, в стійких, добре зцементованих колекторах прагнуть швидко досягти високої депресії.

Деякі особливості має освоєння нагнітальних свердло­вин. У них домагаються якомога більшої поглинальної здат­ності пласта і рівномірного профілю приймальності. Широко розповсюдженим способом освоєння нагнітальних свердловин г дренаж. У ході дренажу прагнуть досягти найбільш повного очищення привибійної зони пласта і самої свердловини від за­бруднення за рахунок промивання свердловини і створення на пласт високих, депресій різними методами. 1 тільки після очи­щення свердловини і привибійної зони переходять на нагні­тання в пласт вода.