Вскрытие и освоение нефтяного пласта

метки: Скважина, Нефтяной, Освоение, Газовый, Пласт, Перфоратор, Давление, Колонна

‘Под заканчиванием скважин тонимаются работы по обору­дованию скважины в интервале вскрытого пласта и ‘по обеспе­чению из него притока в скважину с наименьшими ‘потерями. Это работы по устранению последствий загрязнения пласта и увеличению проницаемости его прискважинной аоны.

Существуют три способа заканчивания скважияы: открытый забой, установка различных фильтров, перфорация. При за-канчивалии скважины с открытым забоем (рис. 72) башмак

^.ПП.^П.^/ПХНы. AJlk/VH*»4,^^4.,*», w — — —-____,-,

При заканчивании перфорацией все пласты вскрывают бу­рением, перекрывают обсадной колонной, затем разобщают пу­тем цементирования (рис. 74).

После этого пробивают отвер­стия против пласта, подлежащего эксплуатации. При таком способе возможен ввод в эксплуатацию любого из вскрытых скважиной ‘пластов. Перфорация применяется в случае, когда скважиной вскрывается несколько продуктивных горизонтов, пеоемежающтася с водоносными, и когда в одном пласте верх-

няя его часть насыщена нефтью, а нижняя — водой (додопла» вающая залежь).

_з

Применяют несколько видов перфорации: пулевая, торпей ная, кумулятивная, гидропескоструйная. Ц

Ё=^ 1 Г^

Рис. 74. Схема заканчивания скважины перфорацией:

• /— эксплуатационная колонна;
• 2 — цементный камень;
• 3 — перфораци­онные отверстия

1\В

Рис. 75. Гидропескоструйный перфоратор:

• / — корпус;
• 2 — держатель;
• 3 — струйная насадка;
• 4 — шаровой кла­пан;
• 5 — направляющая насадка

Пулевой перфоратор представляет собой многозарядня стреляющее погружное устройство, спускаемое в скважину Щ каротажном кабеле. | ,i

Торпедные перфораторы отличаются от пулевых тем, что’ они ‘стреляют снарядами, разрывающимися в пласте. :

Кумулятивные перфораторы отличаются применением спе­циально сформированных зарядов взрывчатого вещества, при взрыве которого образуется кумулятивная струя газа, способ­ная пробивать мощные преграды. Высокая пробивная способ­ность кумулятивных стерфораторов обеспечивается большими скоростью струи (до 9-Ю ³ м/с) и давлением на фронте волны (до ЗО.ЮэМПа).

Подземный ремонт скважин. Виды подземных ремонтов, применяемая ...

... стволы выстреливают одновременно — залпом. Такие перфораторы лучше всего приме­нять при простреле мощных пластов, если не требуется избирательного прострела отверстий. 2. Перфораторы последовательного действия, ... колонну опускают только до кровли продуктивного пласта, а его разбуривание и эксплуатацию производят без крепления ствола скважины. Устье скважины в зависимости от ее назначения оборудуют ...

Гидропескоструйные перфораторы (рис. 75) прорезают от­верстия is колонне и цементной оболочке в результате деист»?

AJO

вия высокоскоростной струи жидкости, ^ржащ ⁶ » частицы кварцевого песка или другого абразива. С ^{ПOMOЩЬЮГИД} P^O «^e окострушшх перфораторов можно прорезать •^oтвe P^ICTИЯ „^любот

формы (щелевидные, кольцевые. ^»У ⁰⁰⁰ ‘⁶ ?³³ ™^,.^^³ ^ участки обсадных колонн, очищать стенки скважины. Гидро-

пескоструйн2е ?ерфораторы АП-6 способны прорезать конусо-^Se^TBepS^a глубину до 500 мм с диаметром у вер­шины конуса 13-15 мм и у основания 60 mimпри рабочем дав­лении наустье 18-20 МПа. Эти перфораторы не вызывают до­полнительных нарушений в колонне и цементной оболочке

При пулевой перфорации происходит образование трещиБibобсадной колонне, цементной оболочке и в горной п ⁰ ?⁰ ^^ никновение трещин в цементной оболочке и колонне может привести к обводнению скважины по заколонному простратет-ву водами из выше- или нижерасположенных горизонтов. Тор-педнй пер^раторы вызывают еще большие нарушения в_це_

ментной оболочке и обсадной колонне. ^Р ³³⁰⁸ ^^^^^^ горной породе следует рассматривать как положительный фак

тор, если нет опасности обводнения по ним. .,д„-„„,^„ „я При кумулятивной перфорации в пласте пробиваются ка-

нал^большй глубины, чем пр,и пулевой. В случае блиэкого

расположения водоносных пластов и «Р ⁰ ^³¹ ™⁸ ^^ ся снижать плотность перфорации и не применять стрельбу залпами. Во время перфорации скважина должна быть запол­нена жидкостью имеющей наименьшее закупоривающее деист-ЙеДтьРНО пластовая вода), либо перфорацию следует

^Т^нйфТХГдобычи нефти необ^димо устран.ить

загрязнение пластов. С этой целью очищают и Р^Р^^^-налы дренирования вокруг ствола скважины. К методам очист

^c>б V^й •⁶⁰ ‘^ткaв ^

2) гидравлический разрыв пластов — образование в приза­бойной зоне новых трещин путем нагнетания в пласт жидкости под .большим давлением; вновь возникшие трещины закрепля­ются закачкой в »их жидкости с пескам, который препятствует

их смыканию после снятия давления; „„„„,„„.,„

3) обработка призабойной зоны поверхностно-астивнымн

веществами с целью увеличения проницаемости за счет разру­шения эмульсий, снижения содержания остаточной воды, умень­шения .размеров газовых пузырьков и глинистых частиц, изме­нения свойств водных оболочек;

249

⁴ ) тепловые обработки, способ^¹ ®¹¹⁶ разрушению эмульсий, удалению отложений парафы ^й смолистых ве­ществ;

⁵ ) перфорация в открытом стволе ^^елью очистки стенок скважина о|бра’310’ван’ия трещин в no’po,^

Геологическое обоснование вскрытия продуктивных пластов, освоения ...

... интервале продуктивного пласта эксплуатационную колонну перфорируют или оснащают фильтром. 5 - потайная колонна (хвостовик) - служит для перекрытия некоторого интервала в стволе скважины; верхний конец колонны не достигает поверхности и размещается внутри ...

⁶ ) торпедирование в открытом ст^ Нажины, дающее развитие грещиноватости;

7) оздстка стенок онважины ‘при видами открытым забоем спомощью гидропескоструйного ВДрторз;

⁸ ) ‘периодическое снижение давлен^^{на эабое} «ротив про-

дуктиведо пласта, эжектированяе, от)™» ¹ ^⁰ «¹¹ ‘^{и3 пла} -ста.

Вскрытие и освоение нефтяного пласта

Бурение скважины заканчивается вскрытием нефтяного пласта, т.е. сообщением нефтяного пласта со скважиной.

Поскольку после вскрытия нефтяного пласта бурением в скважину спускают обсадную колонну и цементируют ее, тем самым перекрывая и нефтяной пласт, возникает необходимость в повторном вскрытии пласта.

Этого достигают посредством прострела колонны в интервале пласта, специальными перфораторами, имеющими заряды на пороховой основе. Они спускаются в скважину на кабель-канате геофизической службой.

В настоящее время освоены и применяют несколько методов перфорации скважин.

1. Пулевая перфорация

Пулевая перфорация скважин заключается -в спуске в скважину на кабель-канате специальных устройств- перфораторов (рис.1), в корпус которых встроены пороховые заряды с пулями. Получая электрический импульс с поверхности, заряды взрываются, сообщая пулям высокую скорость и большую пробивную силу. Она вызывает разрушение металла колонны и цементного кольца. Количество отверстий в колонне и их расположение по толщине пласта заранее расчитывается, поэтому иногда спускают гирлянду перфораторов. Давление горящих газов в стволе-камере может достигать 0.6…0.8 тыс. МПа , что обеспечивает получение перфорационных отверстий диаметром до 20 мм и длиной 145…350 мм.

Пули изготавливаются из легированной стали и для уменьшения трения при движении по каморе покрываются медью или свинцом. Применяют перфораторы типов ПБ-2, ПВН-90.

Рис.1 Пулевой перфоратор с вертикально-криволинейными стволами:

1 — ловильная головка; 2 — верхняя секция; 3 — запальное устройство;

4 — камора; 5 — нижняя секция.

2. Торпедная перфорация

Торпедная перфорация по принципу осуществления аналогична

пулевой, только увеличен вес заряда. с 4…5 г. до 27 г. и в перфораторе > применены горизонтальные стволы.

Диаметр отверстий — 22 мм, глубина — 100… 160 мм, на 1 м толщины пласта выполняется до четырех отверстий.

3. Кумулятивная перфорация

Кумулятивная перфорация (рис. 2.) — образование отверстий за счет направленного движения струи раскаленных газов, вырывающихся из перфоратора со скоростью 6…8 км/с с давлением. 0,15…0,3 млн-МПа. При этом образуется канал глубиной до 350 мм и диаметром 8…14 мм. Максимальная толщина пласта, вскрываемая кумулятивным перфоратором за один спуск до 30 м, торпедным — до 1 м, пулевым до 2,5 м. Количество порохового заряда — до 50 г.

Анализ эффективности проведения гидравлического разрыва пласта ...

... разрыва пласта 2.5.4. Проведение перфорации 2.5.5. Дизайн гидравлического разрыва пласта 2.5.6. Заключительные работы 2.5.7. Техника для гидравлического разрыва пласта 2.5.8. Материалы, применяемые при гидравлического разрыва пласта 2.5.9. Факторы, определяющие эффективность гидроразрыва пласта ...

Рис. 2. Ленточный кумулятивный перфоратор ПКС-105: КН кабель наконечник,

I — головка перфоратора; 2 — стальная лента;3 — детонирующий шнур; 4 — кумулятивный . заряд;

5 — взрывной патрон; 6 — груз.

4. Гидропескоструйная перфорация

Гидропескоструйная перфорация -образование отверстий в колонне за счет абразивного воздействия песчано-жидкостной смеси, вырывающейся со скоростью до 300 м/с из калиброванных сопел с давлением 15…30МПа.

Разработанный во ВНИИ и освоенный серийно под шифром АП-6М, пескоструйный аппарат (рис. 3) хорошо зарекомендовал себя: глубина получаемых им каналов грушевидной формы может достигать 1,5 м.

Рис. 3. Аппарат для пескоструйной перфорации АП-вМ:

1 — корпус; 2 — шар опрессовочного клапана; 3 – узел-насадка;4 — заглушка;

5 — шар промывочного клапана; 6 — хвостовик; 7 — центратор.

5. Сверлящая перфорация

Сверлящий перфоратор — устройство для образования фильтра посредством сверления отверстий. Для этой цели применяют разработанный во ВНИИГИСе (г.Октябрьский) сверлящий керноотборник, электропривод которого связан с алмазным сверлом. Максимальное радиальное перемещение сверла составляет 60 мм, что обеспечивает по результатам практики прохождения обсадной колонны, цементного кольца и вход в пласт на глубину не более 20 мм.

Перфорация получила название «щадящей», так как исключает повреждение колонны и цементного кольца, которые неминуемы при взрывных методах. Сверлящая перфорация обладает высокой точностью образования фильтра в требуемом интервале.

интервале.

ТЕМА Освоение нефтяных скважин

Освоением нефтяных скважин называется комплекс работ, проводимых после бурения, с целью вызова притока нефти из пласта в скважину.

В процессе вскрытия возможно попадание в пласт бурового раствора, воды, что засоряет поры пласта, оттесняет от скважины нефть.

Поэтому не всегда возможен самопроизвольный приток нефти в скважину. В таких случаях прибегают к искусственному вызову притока, заключающемуся в проведении специальных работ.

1. Замена в стволе скважины жидкости большой плотности на жидкость меньшей плотности

Этот метод широко применяется и основан на известном факте: столб жидкости, имеющей большую плотность, оказывает на пласт и большее противодавление. Стремление снизить противодавление за счет вытеснения из ствола скважины, например, глинистого раствора плотностью Qr = 2000 кг/куб.м пресной водой плотностью qb= 1000 кг/куб-м ведет к уменьшению противодавления на пласт вдвое. Способ прост, экономичен и эффективен при слабой засоренности пласта

Рис 4-.Освоение скважины заменой «тяжелой» жидкости на «легкую».

2. Снижение давления на пласт компрессором

Гидродинамические методы исследования скважин на Приобском месторождении

... информации о параметрах пласта весьма обширен. Источниками сведений о параметрах пласта служат как прямые, так и косвенные методы, основанные на интерпретации результатов исследований скважин геолого-геофизических ... и границ (зон пласта), взаимодействия скважин; распределения давления в пласте, типов фильтрационных потоков и законов фильтрации в пласте и других параметров - по результатам обработки ...

Если замещение глинистого раствора водой не эффективно, то прибегают к дальнейшему уменьшению плотности: в ствол скважины подают сжатый воздух компрессором. При этом удается оттеснить столб жидкости до башмака насосно-компрессорных труб, уменьшив, таким образом, противодавление на пласт до значительных величин — 600 м (рис. 2.5).

В некоторых случаях может оказаться эффективным метод периодической подачи воздуха компрессором и жидкости насосным агрегатом, создавая последовательные воздушные порции. Количество таких Порций газа может быть несколько, и они, расширяясь, выбрасывают жидкость из ствола.

С целью повышения эффективности вытеснения по длине колонны насосно-компрессорных труб устанавливают клапаны-отверстия, через которые сжатый воздух поступает внутрь НКТ сразу же при входе в скважину и начинает «работать», т.е. поднимать жидкость и в затрубном пространстве, и в НКТ,

3. Свабирование

Метод заключается в спуске в НКТ специального поршня-сваба, снабженного обратным клапаном (рис 6).

Перемещаясь вниз, поршень пропускает через себя жидкость, при подъеме вверх — клапан закрывается, и весь столб жидкости, оказавшийся над ним, должен подниматься вместе с поршнем, а затем и выбрасываться из скважины.

Так как столб поднимаемой жидкости может быть большим (до 1000 м), снижение давления на пласт может оказаться незначительным. Так, если скважина до устья заполнена жидкостью, а сваб может быть спущен на глубину 1000 м, то уменьшение давления произойдет на величину уменьшения столба жидкости в затрубном пространстве, откуда часть жидкости перетечет из НКТ. Процесс свабирования может быть повторен многократно, но позволяет снизить давление на пласт; на очень большую величину.

Рис. 6. Свабы: а — сваб упрощенной конструкции; б — сваб с двойным проходным отверстием; 1 — клапанная клетка; 2 — шариковый клапан; 3 — седло клапана; 4 — полый стержень; 5 — прорезиненные манжеты; в, 7 — гайка .

4. Имплозия

Если в скважину опустить сосуд, заполненный воздухом под давлением, затем мгновенно сообщить этот сосуд со стволом скважины, то освободившийся воздух будет перемещаться из зоны высокого давления в зону низкого, увлекая за собой жидкость и создавая таким образом пониженное давление на пласт.

Подобный эффект, может, быть вызван, если в скважину спустить предварительно опорожненные от жидкости насосно-компрессорные трубы и мгновенно перепустить в них скважинную жидкость. При этом противодавление на пласт уменьшится и увеличится приток жидкости из пласта.

Вызов притока сопровождается выносом из пласта принесенных туда механических примесей, т.е. очисткой пласта.