Вскрытие пласта в процессе бурения

Для обеспечения быстрого освоения скважины и дальнейшей ее нормальной эксплуатации необходимо при вскрытии пласта в процессе бурения не допускать проникновенй"я в пласт бурового раствора, так как при этом из него выпадают утяжелители (барит, гематит, глинистые частицы и т. д.), и длительной промывки на одной глубине, в результате чего на забое образуются каверны и происходит размыв пород. Это затрудняет процесс цементирования и вносит неточность в расчетную высоту подъема цементного раствора за колонной.

Плотность бурового раствора должна обеспечивать необходимое противодавление на пласт, предотвращение выбросов, открытого фонтанирования и других осложнений. В процессе бурения обычно применяют химически обработанные буровые растворы, что обеспечивает их стабильность (постоянство свойств в течение длительного времени).

Спуск эксплуатационной колонны. После вскрытия продуктивного пласта и проведения каротажных работ в скважину спускают эксплуатационную колонну, строго центрированную. Для этой цели используют специальные резиновые кольца, пружинные фонари и другие приспособления. Строгое Центрирование колонны обеспечивает равномерное распределение цементного раствора, исключает прорыв посторонних вод ³ продуктивный пласт, заколонную циркуляцию воды и газа, ^грифонообразование и другие осложнения.

На практике применяют различные конструкции скважин

(одно-, двух- и трехколонные, со спуском заранее перфориро-

занного «хвостовика», с применением различных забойных филь-

тров и конструкции с открытыми забоями, не закрепленными в пределах продуктивного пласта обсадными колоннами).

Оборудование забоев скважин. Существует несколько типовых конструкций забоев скважин. На рис. II.1 показаны наиболее распространенные из них. Пласты, выраженные плотными породами, как известняк и песчаник, обычно не перекрывают колонной, а эксплуатируют скважинами с открытым забоем (рис. П.1,а). В этом случае башмак обсадной колонны цементируют перед кровлей* продуктивного пласта. Затем пласт вскрывают долотом меньшего диаметра, причем ствол скважины против продуктивного пласта оставляют открытым.

Существенное достоинство открытого забоя — его гидродинамическая совершенность.

Если продуктивный пласт выражен рыхлыми слабосцементированными породами (например, песками), то забой скважины оборудуют фильтром. Здесь возможны два варианта конструкции.

По первому варианту (см. рис. II. 1, б) скважину бурят до подошвы пласта, и в нее спускают обсадную колонну с заранее просверленными отверстиями в нижней части (против продуктивной толщи пласта). Затем выше кровли пласта колонну цементируют по способу манжетной заливки. Пространство между нижней частью колонны (с просверленными отверстиями) и вскрытой поверхностью пласта остается открытым.

По второму варианту (см. рис. 11.1,-в) башмак обсадной колонны спускают до кровли пласта и цементируют. Затем в скважину спускают фильтр — хвостовик с мелкими круглыми

* Кровля к подошва пласта — поверхности, ограничивающие пласт соответственно сверху и снизу.

щелевидными отверстиями, верхний конец которого закрепляют в башмаке обсадной колонны различными сальниками.

Наиболее распространены (более 90% фонда) скважины _перфорированным забоем (см. рис. П.1,г). В этом _случае ствол бурят до проектной глубины. Перед спуском об-адной колонны ствол исследуют геофизическими методами для •становления нефте-, водо- и газонасыщенных интервалов и выявления объектов, подлежащих разработке. После этого спускают эксплуатационную колонну, которую цементируют от забоя Д° необходимой высоты, а затем перфорируют в намеченных интервалах. Однако до перфорации необходимо вначале оборудовать устье скважины и подготовить соответствующее наземное оборудование.

Оборудование устья скважины при вскрытии пласта. Оборудование подбирают в зависимости от назначения скважины, ожидаемого пластового давления и способа эксплуатации.

После спуска обсадных колонн устье скважины оборудуют специальной колонной головкой, предназначенной для обвязки спущенных обсадных колонн и герметизации межтрубного пространства. На колонной головке устанавливают фонтанную арматуру либо планшайбу с подвешенными насосными трубами.

Существуют одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиколонные головки, предусмотренные на рабочее давление, равное 14,0; 21,0; 35,0; 50,0 и 70,0 МПа. В некоторых случаях (на газовых скважинах) применяют колонные головки, рассчитанные на давление до 150 МПа.

На рис. П.2 показана наиболее простая по конструкции колонная головка, применяемая для оборудования глубоких одно-

колонных скважин диаметром 114—168 мм. Головка представляет собой фланец с размерами под соответствующие размеры крестовика, тройника или задвижки для перфорации (прострела). Корпус головки 1 (см. рис. II.2) навинчивают на верхний резьбовой конец кондуктора, обсадную колонну 10 — в специальную муфту 7. Герметичность соединения корпуса / и муфты 7 достигается муфтой 2 и двумя кольцами 3 из специальной нефтестойкой резины. Плотность посадки достигается за счет прижатия муфты полукольцами 5 и фланцем 4, который болтами притягивается к фланцу корпуса. Муфта 7 заканчивается фланцем 6 для присоединения к нему фонтанной- арматуры. Для опрессовки колонной головки и контроля давления в межтрубном пространстве предусмотрен боковой отвод с краном высокого давления 9 и манометром 8.

Освоение скважин — комплекс работ по вызову притока жидкости (газа) из пласта в скважину, обеспечивающего ее продуктивность в соответствии с локальными (местными) добыв-ными возможностями пласта или с достижением необходимой приемистости (для нагнетательных скважин).

После бурения, вскрытия пласта и перфорации обсадной колонны призабойная зона скважины, особенно поверхность вскрытой части пласта, бывает загрязнена тонкой глинистой взвесью или глинистой коркой. Поэтому и в результате некоторых других физико-химических процессов образуется зона с пониженной проницаемостью, иногда сниженной до нуля. Цель освоения — восстановление естественной проницаемости пород призабойной зоны и достижение притока, соответствующего добывным возможностям скважины или нормальной приемистости нагнетательных скважин.

Сущность освоения скважины заключается в создании _де- пресс.ид. т. е. перепада между пластовым и забойным давлениями, с превышением пластового давления над забойным. Достигается это двумя путями: либо уменьшением плотности жидкости в скважине, либо снижением уровня (столба) жидкости в скважине. В первом случае буровой раствор последовательно заменяют водой, затем — нефтью.

Во втором случае уровень в скважине снижают одним из следующих способов: оттартыванием желонкой или поршневанием; продавкой сжатым газом или воздухом (компрессорным cnocoj-бом); аэрацией (прокачкой газожидкостной смеси); откачкой жидкости штанговыми скважинными насосами или погружными центробежными электронасосами. Таким образом, можно выделить следующие шесть основных способов вызова притока^:.замена скважинной жидкости на более легкую,.-компрессорный метод, '_:аэрация,чоткачка глубинными насосами.^гартание, люрш-невание.

Перед освоением на устье скважины устанавливают армату-в соответствии с применяемым методом и способом эксплуатации скважины. В любом случае на фланце обсадной колонны устанавливают задвижку высокого давления на случай необходимости перекрытия ствола.

Замену скважинной жидкости производят следующим образом. После перфорации эксплуатационной колонны в скважину до фильтра опускают насосно-компрессорные трубы. Затем в кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и спущенными трубами нагнетают воду. Буровой раствор, находящийся в скважине, вытесняется из нее по трубам. Если после замены бурового раствора водой возбудить скважину (т. е. вызвать приток) не удается, то переходят на промывку скважины нефтью. После промывки скважины (прямой или обратной) водой или дегазированной нефтью можно достигнуть уменьшения забойного давления:

где pi и р2 — плотность соответственно бурового раствора и промывочной жидкости; L — глубина спущенных НК.Т; g — ускорение свободного падения; р — средний угол кривизны скважины.

Как видно из формулы (П.1), при замене бурового раствора (р! = 1200 кг/м³) на нефть (р₂ = 900 кг/м³) максимальное снижение давления составляет всего лишь 25% от давления, создаваемого столбом бурового раствора. Поэтому этим способом осваивают скважины, пробуренные в высокопроницаемых коллекторах, с большим пластовым давлением р_пл>р2^созр.

Если имеются все необходимые данные, то можно по формуле (П.1) заблаговременно определить, будет ли проявлять скважина при замене бурового раствора на воду или нефть.

Если из расчета следует, что и после замены воды на нефть не удается вызвать приток жидкости из пласта, то применяют Другие методы освоения (например, тартание или нагнетание сжатого воздуха и т. д.).

Продавка с помощью сжатого газа иливозду-ха-(газлифтный способ освоения). Сущность метода заключается в нагнетании сжатого газа или воздуха в кольцевое пространство между подъемными трубами и обсадной ко-энной. Сжатый газ (воздух) вытесняет жидкость, заполняющую скважину, через спущенные в нее насосно-компрессорные ^тРубы на дневную поверхность.

Освоение фонтанных и газлифтных скважин при помощи «этого газа (воздуха) проводят при наличии специального

немного и подземного оборудования, описание которого и особов освоения приведено в разделе «Оборудование фонтанных и газлифтных скважин».

Аэрация — процесс смешения жидкости с пузырьками сжа-

³ газа (воздуха). При аэрации за счет постепенного смеше-^я сжатого газа (воздуха) и жидкости, заполняющей скважи-

ну (бурового раствора, воды, нефти), уменьшается плотность жидкости и тем самым плавно снижается давление на забой.

Для аэрации к скважине кроме водяной (нефтяной) линии от насоса подводят также газовую (воздушную) линию от компрессора (отгазовоздухораспределительной батареи). Жидкость и газ (воздух) смешиваются в специальном смесителе (эжекторе) или газопроводящей линии скважины, и аэрированная жидкость (газожидкостная смесь) нагнетается в ее затрубное пространство. При замене жидкости, находящейся в скважине, этой смесью давление на забой снижается, и, когда оно становится меньше пластового, нефть начинает поступать из пласта в скважину.

Освоение с помощью скв а ж инных насосов применяют в скважинах, которые предполагается эксплуатировать глубинно-насосным способом. В некоторых случаях перед спуском насосных труб забой очищают с помощью желонки. Если ствол и забой чисты, то в скважину спускают насосно-компрес-сорные трубы, штанговый насос, устанавливают станок-качалку, и пускают скважину в эксплуатацию. Точно так же осваивают скважины, которые будут эксплуатироваться погружными

Освоение нагнетательных скважин не отличается от освоения добывающих. В них, как и в добывающих, после получения притока из пласта следует вести длительное д£енирование_ (т. е. отбор жидкости) для очистки призабойной зоны и пор пласта от проникших в пласт при бурении глинистого раствора, взвешенных частиц (гематита, барита), продуктов коррозии и т. д.

Отличие заключается в том, что, если добывающие скважины рекомендуется осваивать методом плавного запуска, т. е. постепенным увеличением отборов, то в нагнетательных в процессе освоения следует стремиться к отборам большого количества жидкостей и механических примесей (песка, ржавчины и др.). Это способствует открытию дренажных каналов и обеспечивает большую приемистость (поглотительную способность)

Дренируют пласт теми же способами, что и при вызове притока в^: нефтяных скважинах: поршневанием, применением сжатого воздуха, откачкой жидкости центробежными глубинными электронасосами, т. е. методами, допускающими откачку больших объемов жидкости.

Тартание — извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16 мм) стальном канате с помощью лебедки. Желонку изготовляют из трубы длиной 8 ш и диаметром не более 0,7 диаметра обсадной колонны. В нижней части желонка имеет клапан со штоком, открывающимся при упоре, ъ верхней части — скобу для прикрепления каната. За один рейс (спуск-подъем) выносится не более 0,06 м³ жидкости.

Тартание — малопроизводительный, трудоемкий способ снижения уровня жидкости в скважине с очень ограниченными воз-

можностями применения (в скважинах, где не ожидается никаких фонтанных проявлений), так как устьевая задвижка при этом не может быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната. К недостаткам способа тартания относится загрязнение окружающей среды (как и при свабировании). Однако этот метод дает возможность извлечения осадка и глинистого раствора с забоя и контроля за положением уровня жидкости в скважине.

Поршневание (свабирование) заключается в постепенном снижении уровня жидкости в скважине при помощи поршня (сваба).

Поршень представляет собой трубу диаметром 25—37,5 мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности поршня укреплены эластичные резиновые манжеты, армированные проволочной сеткой.

Для возбуждения скважины поршневанием в нее до фильтра яа стальном канате диаметром 16 или 19 мм спускают насосно-ксмпрессорные трубы. Каждую трубу проверяют шаблоном. При спуске поршня под уровень (обычно на глубину 75—150 м) жидкость перетекает через клапан в пространство над поршнем. При подъеме его клапан закрывается, а манжеты, распираемые под действием давления столба жидкости,.прижимаются к стенкам труб и уплотняются. За один подъем выносится столб жидкости, находящейся над поршнем на глубине погружения под уровень жидкости. Поршневание в 10—15 раз производительнее тартания.

При непрерывном поршневании уровень жидкости в скважине понижается и соответственно снижается давление на забое скважины, что вызывает приток в нее жидкости из пласта.

Если предполагается, что скважина будет фонтанировать, то используют фонтанную арматуру. Недостаток этого способа— необходимость проведения работ при открытом устье, что связано с опасностью выброса.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: